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文档简介
PAGE重力弹力摩擦力一、选择题(此题共12小题,1~8题为单项选择,9~12题为多项选择)1.(2022·河南省郑州市第一次质量检测)如下图,斜面体放置在粗糙的水平地面上,在水平向右的推力F作用下,物体A和斜面体B均保持静止。假设减小推力F,物体A仍然静止在斜面上,那么eq\x(导学号51342147)(B)A.物体A所受合力一定变小B.斜面对物体A的支持力一定变小C.斜面对物体A的摩擦力一定变小D.地面对斜面体B的摩擦力一定为零[解析]物体A始终静止,合外力一直为0,A错误;斜面对A的支持力为FN=Fsinθ+mgcosθ,减小F,那么支持力减小,B正确;开始时Fcosθ和mgsinθ大小关系未知,斜面对物体A的摩擦力方向不能确定,减小F后斜面对物体A的摩擦力方向和大小不能确定,C错误;由整体法可知,D错误。2.(2022·湖南省五市十校高三联考)一如下图,质量为2kg的物体与水平地面间的动摩擦因数为0.2,水平地面足够大。t=0时,物体以2m/s的初速度向右运动,同时对物体施加一个水平向左的大小恒为2N的拉力F,向右为正方向,g=10m/s2,那么在t=0之后eq\x(导学号51342148)(B)A.物体所受摩擦力不会变化B.物体所受摩擦力会由-4N变为+2NC.物体所受摩擦力会由-4N变为-2ND.物体所受摩擦力会由+4N变为+2N[解析]分析摩擦力问题的关键是弄清楚是滑动摩擦力还是静摩擦力,由题意知,刚开始物体向右运动,所以物体受到向左的滑动摩擦力为-4N;又因为t=0时,物体受到向左的水平恒力,所以物体会向右做匀减速直线运动直到速度为0;之后水平恒力小于最大静摩擦力,故物体受到向右的静摩擦力,与水平恒力等大反向为+2N,选项B正确。3.(2022·湖南长沙明德中学月考)如下图,甲、乙、丙、丁四种情况,光滑斜面的倾角都是α,球都是用轻绳系住处于平衡状态,那么以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342149)(B)A.球对斜面压力最大的是甲图B.球对斜面压力最小的是丙图C.球对斜面压力第二大的是丁图D.球对斜面压力第二大的是乙图[解析]甲图中,根据平衡条件得斜面对小球的支持力N1=mgcosα<mg。乙图中,受力如图,由平衡条件得N2=eq\f(mg,cosα)>ma。丙图中,斜面对小球的支持力N3=0。丁图中,设绳子与斜面的夹角为θ,绳子的拉力大小为F,那么斜面对小球的支持力N4=mgcosα-Fsinθ<mg。根据牛顿第三定律得知,斜面对小球的支持力与小球对斜面的压力大小相等,所以球对斜面压力最大的是乙图。压力最小的是丙图,压力第二大的是甲图,故B正确。4.(2022·宁夏银川一中月考)如下图,某竖直弹射装置由两根劲度系数为k的轻弹簧以及质量不计的底盘构成。当质量为m的物体竖直射向空中时,底盘对物体的支持力为5mg(g为重力加速度),两根弹簧与竖直方向的夹角为θ=60°,那么此时每根弹簧的伸长量为eq\x(导学号51342150)(C)A.eq\f(3mg,k)B.eq\f(4mg,k) C.eq\f(5mg,k) D.eq\f(6mg,k)[解析]对物体m进行受力分析,受重力和支持力,根据牛顿第二定律有N-mg=ma,其中N=5mg,解得a=4g;再对质量不计的底盘和物体m的整体进行分析,受两个拉力和重力,根据牛顿第二定律,竖直方向上有:2Fcos60°-mg=ma,解得F=5mg;根据胡克定律有x=eq\f(F,k)=eq\f(5mg,k),故C正确。5.(2022·陕西渭南教学质量检测)如下图,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平地面上一直处于静止状态。假设ab与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P与长木板ab间的动摩擦因数为μ2,那么长木板ab受到地面的摩擦力大小为eq\x(导学号51342151)(C)A.μ1Mg B.μ1(m+M)g C.μ2mg D.μ1Mg+μ2mg[解析]木块P相对长木板ab向右滑动,受到向左的滑动摩擦力,大小为f1=μ2N=μ2mg;力的作用是相互的,故木块P对长木板ab有向右的滑动摩擦力,故长木板ab有向右滑动的趋势,受到地面对其向左的静摩擦力;根据共点力平衡条件有f2=f1,因而f2=μ2mg,应选C。易错分析:此题中长木板ab受地面所给的静摩擦力,静摩擦力没有计算公式,只能根据外力或物体的运动状态来求解,不能用f=μN求解。最大静摩擦力可以用f=μN来求解。有些同学混淆静摩擦力与滑动摩擦力,易错选B。6.(2022·江苏镇江中学月考)在如下图的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,以下关于受力的说法正确的选项是eq\x(导学号51342152)(C)A.甲图中的AB杆表现为拉力,BC杆表现为拉力B.乙图中的AB杆表现为拉力,BC杆表现为支持力C.丙图中的AB、BC杆均表现为拉力D.丁图中的AB、BC杆均表现为支持力[解析]甲图中,对B受力分析,受到AB杆的拉力、BC杆的支持力、绳子的拉力,三力平衡,A错误;乙图中,对B受力分析,受到绳子竖直向下的拉力,那么BC应为支持力,由平衡条件可知AB也应为支持力,B错误;丙图中,对B受力分析可知,B受到绳子向下的拉力,那么AB杆提供斜向上的拉力,BC杆应为向右的拉力,C正确;丁图中,对B受力分析可知,B受到绳子向下的拉力,那么AB杆提供拉力,BC杆提供支持力,D错误。7.(2022·江苏镇江三校联考)用质量为M的吸铁石将一张质量为m的白纸压在竖直固定的磁性黑板上。某同学沿着黑板面用水平向右的恒力F轻拉白纸,白纸未移动,那么此时黑板对白纸的摩擦力的大小为eq\x(导学号51342153)(D)A.F B.mgC.eq\r(F2+mg2) D.eq\r(F2+Mg+mg2)[解析]由题意可知,整体受向下的重力、向右的拉力作用,二力的合力为F合=eq\r(F2+Mg+mg2),由力的平衡条件可知,摩擦力应与该合力大小相等,方向相反,故D正确。8.(2022·西师大附中、临川一中联考)A、B是天花板上两点,一根长为l的细绳穿过带有光滑孔的小球,两端分别系在A、B点,如图甲所示;现将长度也为l的均匀铁链悬挂于A、B点,如图乙所示。小球和铁链的质量相等,均处于平衡状态,A点对轻绳和铁链的拉力分别是F1和F2,球的重心和铁链的重心到天花板的距离分别是h1和h2,那么eq\x(导学号51342154)(C)A.F1<F2,h1<h2 B.F1>F2,h1<h2C.F1>F2,h1>h2 D.F1=F2,h1>h2[解析]因为是轻绳,所以绳子的质量不计,那么图甲中的重力全部集中在球上,重心在球的球心,而图乙中铁链的质量是均匀分布的,故其重心一定在最低点的上方,故h1>h2;对球和铁链进行受力分析,如下图。A点对绳子的拉力沿着绳子的方向,A点对铁链的拉力沿着该处链子的切线方向,故图乙中A、B两点对铁链拉力的夹角比拟小,由力的合成知识知F2较小,故C正确。9.(2022·广东中山华侨中学一模)如下图,有一刚性方形容器被水平力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,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静止,以下说法中正确的选项是eq\x(导学号51342155)(AC)A.容器受到的摩擦力逐渐增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大[解析]由题知,容器始终处于静止状态,那么其受力平衡,即所受的摩擦力大小等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A正确,B错误;水平方向上容器受力平衡,假设最大静摩擦力大于重力,那么力F可能不变,假设最大静摩擦力小于等于重力,那么力F要增大,故C正确,D错误。易错分析:物体受到墙的摩擦力等于物体重力,物重变大、摩擦力变大,这是此题的易错点。有些同学思维定式,认为物体受到墙的摩擦力等于物体重力不会变,却忽略了重力也在变化,从而错选B。10.(2022·浙江金丽衢十二校联考)如下图,木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.24。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用水平力F作用在木块B上,那么eq\x(导学号51342156)(AD)A.假设F=1N,那么木块B所受摩擦力大小是9NB.假设F=1N,那么木块A所受摩擦力大小是7NC.假设木块A、B能一起保持匀速运动,那么拉力F=24.6ND.假设木块A、B能一起保持匀速运动,那么A、B间弹簧的伸长量为3cm[解析]木块A与地面间的滑动摩擦力为fA=μmAg=0.24×50N=12N,木块B与地面间的滑动摩擦力为fB=μmBg=0.24×60N=14.4N,弹簧弹力为F弹=kx=400×0.02N=8N。施加水平拉力F=1N后,对B木块进行受力分析,竖直方向上重力与支持力平衡,水平方向受向右的弹簧弹力和拉力,由于B木块与地面间的最大静摩擦力为14.4N(等于滑动摩擦力),大于弹簧弹力和拉力之和,故木块B静止不动,木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡,因而有fB′=F弹+F=8N+1N=9N,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左的运动趋势,其受到向右的静摩擦力,且与弹力大小相等,因而有fA′=F弹=8N,故A正确,B错误。木块A、B能一起保持匀速运动时,木块A、B均受滑动摩擦力作用,选木块A为研究对象,对A木块进行受力分析,竖直方向上重力与支持力平衡,水平方向上向右的弹簧弹力和向左的滑动摩擦力大小相等,F弹′=kx′=12N,解得x′=3cm,故D正确;选木块A、B整体为研究对象,进行受力分析,竖直方向上重力与支持力平衡,水平方向上水平拉力F与木块A、B所受滑动摩擦力之和大小相等,F=26.4N,故C错误。11.如下图,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。那么以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342157)(BC)A.A物体受到的摩擦力不为零,方向向右B.三个物体只有A物体受到的摩擦力为零C.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相同D.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相反[解析]A物体与传送带一起匀速运动,没有发生相对滑动,也没有相对运动趋势,所以A物体不受摩擦力,选项A错误;对B、C物体进行受力分析,可知B、C所受的静摩擦力大小均为mgsinθ,方向均沿传送带向上,选项B、C正确,D错误。12.在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中,设计了如图甲所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平),整个装置处于静止状态。实验开始时翻开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,假设力传感器采集的图象如图乙所示,那么结合该图象,以下说法正确的选项是eq\x(导学号51342158)(ABC)A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D.可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)[解析]t=0时刻,传感器显示拉力为2N,那么滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2N,由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N,A对;t=50s时刻摩擦力到达最大值,即最大静摩擦力为3.5N,同时小车开始运动,说明带有沙的沙桶重力等于3.5N,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力突变为3N的滑动摩擦力,B、C对;此后由于沙和沙桶重力3.5N大于滑动摩擦力3N,故第50s后小车将加速运动,D错。二、非选择题13.如下图,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量为m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F。(g=10m/s2)eq\x(导学号51342159)(1)假设物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长到12cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?(2)假设将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为多少?(3)假设将弹簧拉长到13cm时,物体所受的摩擦力大小为多少?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)[答案](1)200N/m(2)2N(3)4N[解析](1)物体匀速前进时,k(x-x0)=μmg那么k=eq\f(μmg,x-x0)=eq\f(0.2×2×10,0.12-0.10)=200(N/m)。(2)F1=k(x1-x0)=200×(0.11-0.10)=2(N)最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力Fm=0.2×2×10N=4N故物体没动,所受静摩擦力Ff1=F1=2N。(3)弹簧弹力F2=k(x2-x0)=200×(0.13-0.10)=6(N)物体将加速前进,此时所受到的滑动摩擦力为Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10N=4(N)。14.(2022·浙江平阳县模拟)如下图,人重600N,木块A重400N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为0.2。现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:eq
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