2025年高考物理一轮总复习 提能训练8

第二章第6讲提能训练练案[8]基础过关练题组一滑动摩擦力的分析与计算1．如图所示，一平板小车在外力F作用下由静止向右运动了一段距离x，同时车上的物体A相对车向左滑行L，此过程中，关于物体A受到的摩擦力的说法正确的是(D)A．方向水平向左，是阻力B．方向水平向左，是动力C．方向水平向右，是阻力D．方向水平向右，是动力[解析]若摩擦力的方向与物体的运动方向相同，则摩擦力是动力；若与物体的运动方向相反，则是阻力。由于物体相对小车向左滑动，所以物体受到小车对它向右的滑动摩擦力的作用，但相对地面物体是向右运动的，即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同，所以是动力，故D正确。2．(多选)有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧。如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个100g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在水平桌面上质量为900g的书，当按钮压缩量为3.6mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动(g取10m/s2)。下列说法正确的是(AD)A．笔内小弹簧的劲度系数是500N/mB．笔内小弹簧的劲度系数是50N/mC．书与桌面间的动摩擦因数是0.02D．书与桌面间的动摩擦因数是0.2[解析]由于砝码处于静止状态，则kΔx＝mg，所以有k＝eq\f(mg,Δx)＝eq\f(100×10－3×10,2×10－3)N/m＝500N/m。书恰好能匀速运动时，有kΔx′＝μm′g，代入数据解得μ＝0.2。故选AD。3．(2024·江西赣州月考)如图所示的实验可以用来探究物体受到的滑动摩擦力，已知木块的质量为m，细绳与木板之间装有拉力传感器，木板质量为M(传感器的质量可忽略不计)，通过手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时，弹簧测力计的示数为f，传感器的示数为F，且在该过程中木块保持静止状态，由此可知(C)A．木板与桌面间的滑动摩擦力大小等于FB．木块与木板间的滑动摩擦力大小等于F－fC．该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数为eq\f(f,mg)D．该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数为eq\f(F－f,Mg)[解析]木块在水平方向上受木板水平向右的滑动摩擦力和弹簧测力计水平向左的拉力作用，由于木块静止，则其所受滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的拉力大小f，所以木块与木板间的滑动摩擦力大小为f，B错误；木块与木板之间的动摩擦因数μ＝eq\f(f,mg)，C正确；同理，由于木板与桌面间的滑动摩擦力大小为F－f，则木板与桌面之间的动摩擦因数μ′＝eq\f(F－f,M＋mg)，D错误。题组二静摩擦力的分析与计算4．(多选)如图所示，三个物块A、B、C叠放在斜面上，用方向与斜面平行的拉力F作用在B上，使三个物块一起沿斜面向上做匀速运动。设物块C对A的摩擦力为fA，C对B的摩擦力为fB，下列说法正确的是(BD)A．如果斜面光滑，fA与fB方向相同，且fA>fBB．如果斜面光滑，fA与fB方向相反，且fA<fBC．如果斜面粗糙，fA与fB方向相同，且fA>fBD．如果斜面粗糙，fA与fB方向相反，且fA<fB[解析]斜面光滑，A匀速向上运动，故fA沿斜面向上，C匀速向上运动，故C受到B的摩擦力沿斜面向上，因此fB沿斜面向下。以C为研究对象，设斜面倾斜角为α，故有fB′＝fA′＋mCgsinα，故fA与fB方向相反，且fA<fB。A错误，B正确。如果斜面粗糙，A匀速向上运动，A受到斜面摩擦力沿斜面向下，故fA沿斜面向上，C匀速向上运动，故C受到B的摩擦力沿斜面向上，因此fB沿斜面向下。以C为研究对象，设斜面倾斜角为α，故仍有fB′＝fA′＋mCgsinα，C错误，D正确。5．(2024·江西九江市模拟)生活中有很多看似奇妙的现象都可以用基础的物理知识解释。如图所示，一只手提着两本交叉叠放的书静止在空中。就图中现象，下列说法正确的是(D)A．上面的书不从手里掉下来是因为手对书的摩擦力大于书对手的摩擦力B．两本书不分开是因为下面的书受到的摩擦力大于自身的重力C．若抓书的手指增加抓书力度，则手对书的摩擦力增大D．若松开手指，不计空气阻力，则两本书都做自由落体运动[解析]对于上面的书，手对书的摩擦力和书对手的摩擦力是一对相互作用力，大小相等，故A错误；下面的书受到的摩擦力与其自身的重力是一对平衡力，大小相等，方向相反，从而使其保持静止，故B错误；根据平衡条件可知，手对书的摩擦力大小始终等于两本书的重力大小之和，所以若抓书的手指增加抓书力度，手对书的摩擦力不变，故C错误；两本书开始时处于静止状态，若松开手指，不计空气阻力，则两本书都只在重力作用下做自由落体运动，故D正确。故选D。6．(多选)(2024·湖南长郡高三阶段练习)有一辆遥控电动玩具汽车，已知车内电动马达驱动后轮转动。现玩具汽车的后轮、前轮分别放在平板小车甲、乙上，如图所示，按动遥控器上的“前进”“后退”键，汽车就能前进或后退，地面与甲、乙车之间的摩擦力不计，以下叙述正确的是(ABD)A．按动遥控器上的“前进”键，乙车对前轮摩擦力向后，乙车相对地面向前进B．按动遥控器上的“前进”键，甲车对后轮摩擦力向前，甲车相对地面向后退C．按动遥控器上的“后退”键，后轮对甲车摩擦力向后，甲车相对地面向后退D．按动遥控器上的“后退”键，乙车对前轮摩擦力向前，乙车相对地面向后退[解析]按动遥控器上的“前进”键，后轮顺时针转动，对甲车的摩擦力向后，则甲车对后轮摩擦力向前，甲车相对地面向后退；前轮相对乙车向前滚动，对乙车的摩擦力向前，则乙车对前轮的摩擦力向后，乙车相对地面向前进，故A、B正确；按动遥控器上的“后退”键，后轮逆时针转动，对甲车的摩擦力向前，则甲车对后轮的摩擦力向后，甲车相对地面向前进；前轮相对乙车向后运动，对乙车的摩擦力向后，则乙车对前轮的摩擦力向前，乙车相对地面向后退，故C错误，D正确。题组三摩擦力的突变问题7．某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况。水平粗糙的实验台上固定着一个力传感器，力传感器与一质量为3.5kg的物块用轻绳连接，物块放置在粗糙的长木板上，长木板质量为1.5kg，物块和木板的动摩擦因数，木板和实验台的动摩擦因数相同。水平向左拉长木板，传感器记录的F－t图像如图乙所示，重力加速度大小取g＝10m/s2，下列说法正确的是(D)A．当长木板相对物块运动后，物块受到的摩擦力方向向右B．物块与长木板间的动摩擦因数约为0.28C．向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同D．若长木板滑动后，要使长木板能沿实验台匀速运动(木板与物块未分离)，则向左拉长木板的力约为17N[解析]当长木板相对物块运动后，物块相对长木板向右滑动，受到的摩擦力方向向左，故A错误；由题图乙可知，物块与长木板间的滑动摩擦力大小约为7N，则物块与长木板闻的动摩擦因数约为μ＝eq\f(Ff,FN)＝eq\f(Ff,mg)＝0.2，故B错误；长木板不仅受到物块对其的摩擦力，还受到实验台对其的摩擦力，两个摩擦力方向相同，所以向左拉长木板的力与物块受到的摩擦力不可能在任意时刻大小相等，则向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和题图乙中的曲线一定不同，故C错误；长木板滑动后，要使长木板能沿实验台匀速运动(木板与物块未分离)，则向左拉长木板的力约为F＝μmg＋μ(M＋m)g＝17N，故D正确。8.如图所示，斜面体固定在地面上，倾角为θ＝37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)。质量为1kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长，该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8)，则该滑块所受摩擦力Ff随时间变化的图像是选项图中的(取初速度v0的方向为正方向，g＝10m/s2)(B)[解析]滑块上滑过程中受滑动摩擦力，Ff＝μFN，FN＝mgcosθ，联立得Ff＝6.4N，方向沿斜面向下，当滑块的速度减为零后，由于重力的分力mgsinθ<μmgcosθ，滑块静止，滑块受到的摩擦力为静摩擦力，由平衡条件得Ff′＝mgsinθ，代入数据可得Ff′＝6N，方向沿斜面向上，故选项B正确。9．长木板上表面的一端放有一个质量为m的木块，木块与木板接触面上装有摩擦力传感器，如图甲所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大)，另一端不动，摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力大小Ff随角度θ的变化图像如图乙所示。下列判断正确的是(D)A．木块与木板间的动摩擦因数μ＝tanθ1B．木块与木板间的动摩擦因数μ＝eq\f(Ff2,mgcosθ1)C．木板与地面的夹角为θ2时，木块做自由落体运动D．木板由θ1转到θ2的过程中，木块的速度变化越来越快[解析]当夹角为θ1时，最大静摩擦力为Ff2，而滑动摩擦力为Ff1，此时木块是加速下滑的，则有μmgcosθ1<mgsinθ1，解得μ<tanθ1，由μmgcosθ1＝Ff1，解得μ＝eq\f(Ff1,mgcosθ1)，故A、B错误；当木板与地面的夹角为θ2时，木块只受重力，但初速度不为零，故C错误；在木板由θ1转到θ2的过程中，依据μmgcosθ＝Ff，mgsinθ－Ff＝ma当θ增大时，则其所受的合力增大，那么加速度会增大，因此木块的速度变化越来越快，故D正确。能力综合练10.(多选)中国书法是一种艺术。在楷书笔画中，长横的写法要领如下：起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带。某同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防止打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。则下列关于从左至右行笔过程中各物体的受力情况说法正确的是(CD)A．毛笔对纸的压力一定大于毛笔的重力B．镇纸受到了向右的静摩擦力C．白纸受到了2个摩擦力D．桌面受到了向右的静摩擦力[解析]在书写的过程中毛笔受到重力、手的作用力以及纸的支持力，处于平衡状态，由于手对毛笔的作用力是未知的，所以不能判断出毛笔对纸的压力与毛笔的重力的关系，A错误；白纸始终是静止的，镇纸相对白纸也是静止的，没有运动趋势，则镇纸不受摩擦力作用，B错误；白纸受到毛笔的向右的滑动摩擦力，同时受到桌面的向左的静摩擦力作用，C正确；白纸受到了毛笔向右的摩擦力作用，有向右的运动趋势，所以受到桌面的向左的摩擦力，力的作用是相互的，则桌面受到了白纸的向右的摩擦力作用，D正确。11．一本书重约6N，有424页，书本正面朝上。现将一张A4纸夹在106～107页间，A4纸能够覆盖几乎整个书页，如图所示。若要将A4纸抽出，至少需用约1N的拉力。不计书皮及A4纸的质量，则A4纸和书之间的动摩擦因数最接近(A)A．0.33 B．0.45C．0.56 D．0.67[解析]A4纸正反两面均受到与之接触的书页的滑动摩擦力，因为不计书皮及A4纸的质量，所以两个滑动摩擦力大小相等，均为Ff＝μ·eq\f(106,424)G，式中G＝6N，又由平衡条件得最小拉力F＝2Ff，联立解得A4纸和书之间的动摩擦因数μ≈0.33，故选A。12.(多选)打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为μ1，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法正确的是(ACD)A．第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左B．第10张纸与第11张之间的摩擦力大小可能为μ2(F＋10mg)C．第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为μ2(F＋mg)D．若μ1＝μ2，则进纸系统不能进纸[解析]第2张纸相对第3张纸有向右运动的趋势，所以第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左，故A正确；工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F，第1张纸对第2张纸的压力为F＋mg，所以第2张以下的纸没有运动，只有运动趋势，所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力，大小均为μ2(F＋mg)，故B错误，C正确；若μ1＝μ2，搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F，第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力为μ2(F＋mg)，则有μ1F<μ2(F＋13．(多选)(2024·黑龙江模拟)如图所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板间的动摩擦因数为μ。由于受到相对于地面静止的光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度v1向右匀速运动，同时用力F拉动物体(方向沿导槽方向)使物体以速度v2沿导槽匀速运动，下列判断正确的是(AD)A．v2越大，F越大B．v1越大，F越大C．F与v1和v2无关D．钢板与地面间的滑动摩擦力与v1和v2无关[解析]工件在水平方向上有相对于钢板水平向左的速度v1和沿导槽方向的速度v2，故工件相对于钢板的速度如图所示，滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，所以有：F＝fcosθ＝μmgcosθ，因此F的大小为μmgeq\f(v2,\r(v\o\al(2,1)＋v\o\a