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2023
年高
物理
一轮
复习
练习
摩擦力
分析
新人
摩擦力 受力分析
1.如图2-2-11所示,斜面小车M静止
图2-2-11
在光滑水平面上,一边紧贴墙壁.假设再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,小车后来受力个数为( )
A.3 B.4 C.5 D.6
解析:对M和m整体,它们必受到重力和地面支持力,因小车静止,由平衡条件知墙面对小车必无作用力,以小车为研究对象.如右图所示,它受四个力;重力Mg,地面的支持力FN1,m对它的压力FN2和静摩擦力Ff,由于m静止,可知Ff和FN2的合力必竖直向下,故B项正确.
答案:B
2.
图2-2-12
装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图2-2-12所示,那么在匀加速拖出的过程中( )
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大
C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变
解析:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关,只与正压力和动摩擦因数有关,A、B错误;在匀加速拖出的过程中,支持力始终等于重力,动摩擦因数又不变,因此工人的拉力也不变,C错误,D正确.
答案:D
3.
图2-2-13
如图2-2-13所示,物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等,那么物块和木板间的滑动摩擦因数为( )
A.1/2 B./2 C./2 D./2
解析:物块在木板上两次所受摩擦力的大小相等,说明当α=30°时是静摩擦力;在α=45°时是滑动摩擦力.根据滑动摩擦力的计算公式Ff=μFN得:mgsin 30°=μmgcos 45°,解得:μ= /2.B正确.
答案:B
4.
图2-2-14
如图2-2-14所示,圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P,使圆柱体缓慢匀速转动,带动P从A点转到A′点,在这个过程中P始终与圆柱体保持相对静止.那么P所受静摩擦力f的大小随时间t的变化规律是( )
解析:P与圆柱体之间的摩擦力是静摩擦力.P随圆柱体从A转至最高点的过程中Ff=mgsin θ=mgcos(α+ωt)(α为OA与水平线的夹角),摩擦力的大小变化情况以最高点为对称.所以A正确.
答案:A
5.
图2-2-15
如图2-2-15所示,一根自然长度为l0的轻弹簧和一根长度为a的轻绳连接,弹簧的上端固定在天花板的O点上,P是位于O点正下方的光滑轻小定滑轮,OP=l0+a.现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连,滑块对地面有压力作用.再用一水平力F作用于A使之向右做直线运动(弹簧的下端始终在P之上),对于滑块A受地面滑动摩擦力以下说法中正确的选项是( )
A.逐渐变小 B.逐渐变大
C.先变小后变大 D.大小不变
解析:此题考查力的平衡条件、胡克定律.物块在开始位置,受到重力G和支持力N,弹簧的拉力F=kx0,F+N=G,N=G-kx0;当物块滑到右边某一位置时,弹簧的伸长量为x,绳与地面的夹角为α,由竖直方向平衡,N′+kx·sin α=G,即N′=G-kx0=N,支持力不变化,滑动摩擦力f=μN不变化,D正确.
答案:D
1.
图2-2-16
如图2-2-16,照片中的这位男士骑着一辆搞笑的另类自行车,在骑车人用力蹬车前进的过程中,车轮上黑白两色的轮子与地面接触,下面判断正确的选项是( )
A.前轮黑色的轮子受到的摩擦力方向向前
B.前轮黑色的轮子受到的摩擦力方向向后
C.前、后轮上的轮子不受摩擦力作用
D.后轮白色的轮子受到的摩擦力方向向后
解析:地面对前轮的摩擦力促使前轮转动,所以前轮受到的摩擦力方向向后,后轮给地面一个向后的摩擦力,所以地面给后轮一个向前的摩擦力,B正确.
答案:B
2.
图2-2-17
如图2-2-17所示,有一个重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,那么以下说法中正确的选项是( )
A.容器受到的摩擦力不变 B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F可能不变 D.水平力F必须逐渐增大
答案:BC
3.
图2-2-18
如图2-2-18所示,人竖直站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起匀速斜向下运动.以下分析正确的选项是( )
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到摩擦力的方向水平向左
C.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
D.人受到与速度方向相同的合外力
解析:由于人做匀速直线运动,合外力为零,因此,人只受到重力和支持力作用.
答案:A
4.
图2-2-19
在机场货物托运处,常用传送带运送行李和货物,如图2-2-19所示,靠在一起的两个质地相同,质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行,以下说法正确的选项是( )
A.匀速上行时b受3个力作用
B.匀加速上行时b受4个力作用
C.假设上行过程传送带因故突然停止时,b受4个力作用
D.假设上行过程传送带因故突然停止后,b受的摩擦力一定比原来大
解析:由于两包装箱的质地相同,那么动摩擦因数相同.无论两包装箱匀速、匀加速运动,ab之间均无相对运动趋势,故无相互作用力,包装箱b只受三个力的作用,选项A正确;当传送带因故突然停止时,两包装箱加速度仍然相同,故两者之间仍无相互作用力,选项C错误;传送带因故突然停止时,包装箱受到的摩擦力与停止前无法比拟,所以选项D错误.
答案:A
5.
图2-2-20
(2023·无锡市期中考试)如图2-2-20所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.假设使斜劈A在斜面体C上静止不动,那么P、Q对球B无压力.以下说法正确的选项是( )
A.假设C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,那么P点对球B有压力
B.假设C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,那么P、Q对球B均无压力
C.假设C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,那么P、Q对球B均无压力
D.假设C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,那么Q点对球B有压力
解析:假设C的斜面光滑,无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行,通过对A、B整体受力分析可知,整体具有沿斜面向下的加速度,B球所受合力应沿斜面向下,故Q点对球B有压力,A、B项错;假设C的斜面粗糙,斜劈A匀速下滑时,整体所受合力为零,故P、Q不可能对球B有压力,C项正确;假设C的斜面粗糙,斜劈A加速下滑时,A、B整体具有沿斜面向下的加速度,故球B所受合力也应沿斜面向下,故Q点一定对球B有压力,D项正确.
答案:CD
6.
图2-2-21
如图2-2-21所示,在固定的斜面上叠放A、B两物体,假设在B物体上加一水平向右的推力F(F≠0),两物体均静止,那么B物体受力的个数为( )
A.一定是6个 B.可能是4个
C.可能是5个 D.可能是6个
解析:以A为研究对象分析可知A一定受B对它的静摩擦力的作用,所以B也要受A对它的静摩擦力的作用,以B为研究对象受力分析由平衡条件可知,B和斜面之间的静摩擦力可能有,可能无,所以B物体受力个数可能是5个,还可能是6个.
答案:CD
7.
图2-2-22
重物A、B叠放在水平桌面上,物体m1、m2、m3分别通过细线跨过定滑轮水平系在物体A、B上,m1<m2+m3,A、B处于静止状态,如图2-2-22所示.现将m3解下放在物体A的上方,A、B仍处于静止,比拟A、B间的摩擦力F1和B与桌面间的摩擦力F2的大小变化情况,以下说法正确的选项是( )
A.F1一定变小,F2可能变小 B.F1一定变大,F2可能变大
C.F1不一定变小,F2可能变小 D.F1可能变大,F2可能变大
答案:A
8.
图2-2-23
如图2-2-23所示,甲物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上,乙物体静止在水平面上.现增大外力F,两物体仍然静止,那么以下说法正确的选项是( )
A.乙对甲的摩擦力一定增大
B.乙对甲的摩擦力方向一定沿斜面向上
C.乙对地面的摩擦力一定增大
D.乙对地面的压力一定增大
解析:假设未增大F时甲受到的静摩擦力向上,那么增大F后甲受到的静摩擦力向上可以但减小,A项错误;F增大到一定的值时使甲有向上运动的趋势,此时乙对甲的摩擦力那么沿斜面向下,B项错误;由整体法可知,地面对乙的摩擦力与F等大反向,因此F增大,地面对乙的摩擦力增大,即乙对地面的摩擦力也增大,C项正确;整体分析可知,地面对乙的支持力始终等于系统的总重力,因此乙对地面的压力也保持不变,D项错误.
答案:C
9.
图2-2-24
如图2-2-24所示,粗糙的斜面体M放在粗糙的水平地面上,物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑,斜面体静止不动,假设用平行斜面向下的力推动物块,使物块加速下滑,那么斜面体( )
A.受地面的摩擦力的大小为零
B.受地面的摩擦力的方向水平向右
C.受地面的摩擦力的方向水平向左
D.在F作用下,斜面体可能沿水平地面向右运动
解析:没有推力作用在物块上时,M受重力、地面支持力、m对它的压力、m对它的滑动摩擦力,当施加F后,M所受四个力均没有发生变化.应选A.
答案:A
10.
图2-2-25
(2023·湖北省“三校联合体〞联考)如图2-2-25所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体放在水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上,现一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块,拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态.以下说法中正确的选项是( )
A.小木块受到斜面的最大静摩擦力为
B.小木块受到斜面的最大静摩擦力为F+mgsin θ
C.斜面体受到地面的最大静摩擦力为F
D.斜面体受到地面的最大静摩擦力为Fcos θ
解析:由于小木块始终保持静止,因此在斜面上,小木块沿斜面方向受到的拉力、静摩擦力及重力沿斜面向下的分力三者平衡,因此当F沿斜面向上时静摩擦力最大,为F+mgsin θ,对小木块和斜面体两者的整体分析,当F水平时,斜面体受到地面的静摩擦力最大为F.
答案:BC
11.
图2-2-26
如图2-2-26所示,在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:
(1)物体所受的摩擦力;(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)
(2)假设用原长为10 cm,劲度系数为3.1×103 N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,那么弹簧的最终长度是多少?(取g=10 m/s2)
解析:
图a
(1)物体静止在斜面上受力分析如图a所示,那么物体受到的静摩擦力Ff=mgsin 37°
代入数据得Ff=5×10×sin 37° N=30 N,摩擦力方向为沿斜面向上
(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时,如图b所示,弹簧拉力设为F,伸长量为x,那么F=kx
图b
F=mgsin 37°+F滑
F滑=μmgcos 37°
弹簧最终长度l=l0+x,由以上方程解得l=12 cm.
答案:(1)30 N,方向沿斜面向上
(2)12 cm
12.
图2-2-27
如图2-2-27所示,A、B两物体叠放在水平地面上,A、B的质量分别均为mA=10 kg,mB=20 kg,A、B之间,B与地面之间的动摩擦因数均为μ=轻绳一端系住物体A,另一端系于墙上,绳与竖直方向的夹角为37°,今欲用外力将物体B匀速向右拉出,求所加水平力F的大小,并画出A、B的受力分析