2024-2025学年新教材高中物理第三章相互作用-力2.3能力提升训练含解析新人教版必修第一册

PAGE8-课时3实力提升训练考点1静摩擦力1.(濮阳油田一中2024月考)在校田径运动会上,高一2班李好同学奋力拼搏,勇夺男子100m冠军,图3-2-24为该同学奔跑途中的两个瞬间,用f1、f2分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力,则关于f1、f2的方向,以下说法正确的是()。图3-2-24A.f1、f2均向后 B.f1、f2均向前C.f1向前,f2向后 D.f1向后,f2向前答案：C解析：在该同学奔跑途中,后脚用力向后蹬,人才向前运动,正是地面给后脚向前的静摩擦力,使人能向前运动。而当前脚向前跨时,正是地面给前脚向后的静摩擦力,使人不会向前滑动,所以前脚受到地面对后的静摩擦力。2.如图3-2-25所示,物体A、B在力F的作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是()。图3-2-25A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F方向相反答案：D解析：甲图中假设A、B接触面光滑,A、B也能保持相对静止,一起匀速运动,说明A、B间没有相对运动趋势,A、B间没有静摩擦力;乙图中假设A、B接触面光滑,则A相对B有左滑趋势,说明A受静摩擦力,且方向和F方向相反,故D项正确。3.(多选)如图3-2-26所示,质量为m的木块被水平推力F压着,静止在竖直墙面上,当推力F的大小增加到2F时,则()。图3-2-26A.木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍B.木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍C.木块所受墙面的弹力不变D.木块所受墙面的摩擦力不变答案：AD解析：由于木块静止在竖直墙面上,木块在水平方向受到的推力F与墙面对木块的弹力FN二力平衡,即FN=F。当F增加到2F时,墙面对木块的弹力也将增加到2F。在竖直方向上,木块的重力与墙面对木块的静摩擦力二力平衡,即Ff=mg,故A、D两项正确。4.(宝鸡中学2024测试)如图3-2-27所示,三个相同的物体叠放在一起,当作用在B物体上的水平力F为2N时,三个物体都静止,则物体A、B之间,B、C之间,C与地面之间的摩擦力大小分别为()。图3-2-27A.0,0,0 B.0,1N,1NC.0,2N,2N D.2N,2N,2N答案：C解析：由于A相对于B没有运动的趋势,所以A、B之间的摩擦力为0,B物体受力平衡,由二力平衡可知,C对B具有水平向左、大小为2N的摩擦力,因此B对C具有水平向右、大小为2N的摩擦力,地面对C具有水平向左、大小为2N的摩擦力。故选C。5.(通辽五中2024月考)用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止,如图3-2-28所示,对此,下列说法中正确的是()。图3-2-28A.铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上,也可能向下B.铁块B确定受墙给它的竖直向上的摩擦力C.铁块A确定对B施加竖直向上的摩擦力D.B受墙的摩擦力方向可能向上,也可能向下答案：B解析：对A受力分析,因A处于静止状态,故A受到的合外力为零,在竖直方向上受到竖直向下的重力,故B对A施加的摩擦力方向确定竖直向上,故A项错误;B对A的力与A对B的力是一对相互作用的力,可知它们的作用方向相反,则A对B的摩擦力方向向下,故C项错误;对整体受力分析可知,整体在竖直方向保持静止,则墙对B确定有竖直向上的摩擦力,故B项正确,D项错误。6.如图3-2-29所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,物块位于水平面上。A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点,A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2,物块与地面的最大静摩擦力为Ffm,则弹簧的劲度系数为()。图3-2-29A.FfmxC.2Ff答案：C解析：分别对物块处于A、B点时进行受力分析,依据胡克定律即可求解。物块在离墙壁最近和最远点,受到的静摩擦力等于最大静摩擦力Ffm,则Ffm=k(L0-x1),Ffm=k(x2-L0),解得k=2Ffmx2-x1,故7.(长沙长郡中学2024检测)如图3-2-30所示,一个同学用双手水平地夹住一叠书,已知他用手在这叠书的两端施加的最大水平压力为F=400N,每本书的质量为0.50kg,手与书之间的动摩擦因数为μ1=0.40,书与书之间的动摩擦因数为μ2=0.25,则该同学最多能水平夹住的书的本数为(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2)()。图3-2-30A.48 B.42 C.40 D.30答案：B解析：先将全部的书(设有n本)当作整体,受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有2μ1F≥nmg。再考虑除最外侧两本书的其余书[(n-2)本],受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有2μ2F≥(n-2)mg,联立两式,解得n≤42,故最多可以有42本书。8.(北京八中2024期末)如图3-2-31所示,A、B两木块分别重80N和90N,用细线绕过滑轮连接在一起并叠放在水平桌面上,A与B、B与桌面C之间动摩擦因数均为0.3。当对滑轮施以水平力F=40N时,则()。图3-2-31A.A对B的摩擦力为24NB.A对B的摩擦力为20NC.B对C的摩擦力为51ND.细线的张力为40N答案：B解析：由题意可知,A、B间的最大静摩擦力f=μN=0.3×80N=24N,B与桌面C之间的最大静摩擦力为f'=μN'=0.3×170N=51N。当对滑轮施以水平力F=40N时,两根绳子上各有20N的作用力,此时A、B物体都处于静止,则A对B的摩擦力为20N,故A项错误,B项正确;B对C的摩擦力为40N,故C项错误;细线的张力为20N,故D项错误。9.(福州八中2024月考)(多选)物体b在力F作用下将物体a压在光滑的竖直墙壁上,a始终处于静止状态,如图3-2-32所示,当F渐渐增大时,下列说法中正确的是()。图3-2-32A.a受到的摩擦力有两个B.a与b间的最大静摩擦力大小随F的增大而增大C.a受到的摩擦力大小不随F的增大而改变D.b相对a的运动趋势方向竖直向下答案：BC解析：对a进行分析,由于墙壁光滑,故a只受到b对a的摩擦力,A项错误;最大静摩擦力与正压力有关,故压力越大,最大静摩擦力越大,B项正确;a受重力、b对a的压力、墙壁对a的压力、b对a的静摩擦力而处于静止状态,竖直方向上,b对a的摩擦力大小等于a的重力,方向竖直向上,F增大,摩擦力大小不变,始终等于a的重力,C项正确;a有向下运动的趋势,b相对于a有向上运动的趋势,D项错误。10.(衡水中学2024诊断)如图3-2-33所示,在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板,在木板A上放着质量为m的物块C,木板与物块均处于静止状态。A、B、C之间以及B与地面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现用水平恒力F向右拉木板A,下列说法正确的是()。图3-2-33A.A、C间的摩擦力大小确定等于μmgB.A、B、C有可能一起向右做匀速直线运动C.A、B间的摩擦力大小不行能等于FD.不管F多大,木板B确定会保持静止答案：D解析：当拉力F较小时,A、B、C都处于静止状态,A、C间的摩擦力大小为零,对A、C整体分析,B对A的摩擦力等于拉力F的大小,选项A、C错误;设A、B的质量均为M,先对木板B受力分析,竖直方向受重力、压力和支持力,水平方向受A对B向右的摩擦力fAB和地面对B向左的摩擦力f,由于A对B的最大静摩擦力μ(m+M)g小于地面对B的最大静摩擦力μ(m+2M)g,故木板B确定保持静止,选项D正确,B错误。考点2滑动摩擦力11.(黄冈中学2024月考)如图3-2-34所示,水平传送带上放一物块,当传送带向右以速度v匀速运动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;现令传送带向右加速到2v,这时弹簧的伸长量为Δx'。则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中正确的是()。图3-2-34A.弹簧伸长量将减小,即Δx'<ΔxB.弹簧伸长量将增加,即Δx'>ΔxC.弹簧伸长量在传送带向右加速时将有所改变,最终Δx'=ΔxD.弹簧伸长量在整个过程中始终保持不变,即始终Δx'=Δx答案：D解析：滑动摩擦力f=μFN=μmg保持不变,跟相对速度无关,所以Δx'=Δx=fk=μmg12.(合肥二中2024检测)如图3-2-35所示,A、B两物体静止在粗糙水平面上,其间用一根轻弹簧相连,弹簧的长度大于原长。若再用一个从零起先缓慢增大的水平力F向右拉物体B,直到A即将移动,此过程中,地面对B的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的改变状况是()。图3-2-35A.F1先变小后变大再不变 B.F1先不变后变大再变小C.F2先变大后不变 D.F2始终在变大答案：A解析：因在施加拉力F前,弹簧处于伸长状态,此时地面对A的摩擦力水平向左,地面对B的摩擦力水平向右,对B施加水平向右的拉力后,随着F的增大,物体B受地面的摩擦力先水平向右渐渐减小,再水平向左渐渐增大,当B相对地面对右运动后,物体B受地面的摩擦力不再改变,而在物体B运动之前,物体A受地面的摩擦力水平向左,大小不变,当B向右运动后,随弹簧弹力的增大,物体A受地面的摩擦力渐渐增大,综上所述,A项正确,B、C、D三项错误。13.(黄冈中学2024月考)(多选)如图3-2-36所示,水平面桌面上平放着一叠共计54张的扑克牌,每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌,并以确定速度向右移动手指,确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力和滑动摩擦力相同,手指与第1张牌之间的动摩擦因数为μ1,牌间的动摩擦因数均为μ2,第54张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3,且有μ1<μ2<μ3。则下列说法正确的是()。图3-2-36A.第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动B.第2张牌到第53张牌之间不行能发生相对滑动C.第1张牌受到手指的摩擦力向左D.第54张牌受到水平桌面的摩擦力向左答案：BD解析：由题意知手指与第1张牌之间有相对滑动,则手指与第1张牌之间的摩擦力为f1=μ1FN。第1张牌受到手指的摩擦力向右,故C项错误。第1张牌与第2张牌间的最大静摩擦力为f2=μ2(FN+mg),故f1<f2。第2张牌与第3张牌间的摩擦力仍为f2,是静摩擦力。则从第2张牌至第53张牌之间均属于静摩擦力,其大小为f2,故B项正确,A项错误。第54张牌受到水平桌面的摩擦力方向向左,故D项正确。考点3摩擦力突变问题14.(大连二十四中2024期末)(多选)如图3-2-37甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上、下表面均水平,物体A与一固定于墙面上的拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平,从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在物体B上,拉力传感器的示数随时间改变的图线如图乙所示,k、t1、t2已知,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求()。图3-2-37A.A、B之间的最大静摩擦力B.水平面与B之间的滑动摩擦力C.A、B之间的动摩擦因数μABD.B与水平面间的动摩擦因数μ答案：AB解析：当B与地面间静摩擦力达到最大值fmax后,拉力传感器才有示数,地面对B的最大静摩擦力为fmax=kt1。当拉力F大于A和地面对B的最大静摩擦力之和时,B起先滑动。A、B相对滑动后,拉力传感器的示数保持不变,则fAB=kt2-fmax=k(t2-t1),选项A、B正确。由于A、B的质量未知,则μAB和μ不能求出,选项C、D错误。15.(珠海一中2024期末)把一重力为G的物体,用一个水平的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙面上,如图3-2-38所示。则从t=0起先,物体所受的摩擦力Ff随t的改变关系是下列选项图中的()。图3-2-38图3-2-39答