必修一专题弹力、摩擦力综合问题

基础巩固题
1．如右图所示，A、B两物体并排放在水平桌面上，C物体叠放在A、B上，D物体悬挂在竖直悬线下端，且与斜面接触，若接触面均光滑，下列说法正确的是
()
A．C对桌面的压力大小等于C的重力
B．B对A的弹力方向水平向左
C．斜面对D的支持力方向垂直斜面向上
D．D对斜面没有压力作用
答案：D
解析：C与桌面不接触，因此C对桌面无压力，A、B间无挤压，也就没有弹力；D与斜面仅接触而无挤压，故D与斜面间无弹力．
2．如下图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行，长木板与水平地面间动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2.已知长木板处于静止状态，那么此时长木板受到地面的摩擦力大小为
()
A．μ2mg B．μ1Mg
C．μ1(m＋M)g D．μ2mg＋μ2Mg
答案：A
解析：有许多同学认为计算时应用到木板与水平地面的动摩擦因数μ1，这种想法是错误的，此题的一大陷阱就在于此．如下图所示，由于长木板始终处于静止状态，木板与地面之间的摩擦力应当是静摩擦力，静摩擦力不能用μ1F N来求解，而是要通过受力分析根据物体所处的状态来求．木块对木板在水平方向的作用力是滑动摩擦力，其大小为F′f2＝μ2mg，对长木板来说，水平方向除了受到向右的滑动摩擦力F f2＝μ2mg外，还受到水平地面对它向左的静摩擦力F f1，这两个力平衡，因此长木板受到地面的摩擦力大小为μ2mg.
3．如图所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一个处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是
()
A．M对m的摩擦力方向向右
B．M对m的摩擦力方向向左
C．地面对M的摩擦力方向向右
D．地面对M无摩擦力的作用
解析：首先研究木板和木块组成的整体，不考虑其内部作用力，对整体而言，其静止于水平地面上，没有相对地面运动的趋势，所以和地面之间没有静摩擦力；再单独研究小木块，因为弹簧压缩有恢复原状的趋势，弹簧对小木块有一个向左的推力，根据受力平衡，得出M 对m 的摩擦力方向向右．故选项A 、D 正确．
4．质量为m 的杆AB ，处于静止状态，A 端用细绳竖直悬挂，B 端放在地板上，如下图所示，下列有关杆B 端所受摩擦力的说法中，正确的是
( )
A ．
B 端受到的静摩擦力方向向右
B ．B 端受到的静摩擦力方向向左
C ．B 端受到的静摩擦力沿细杆AB 斜向下
D ．B 端不受静摩擦力作用
答案：D
解析：假设B 端和水平面是光滑的，则杆AB 受到竖直向上的支持力，竖直向上的绳子拉力和竖直向下的重力，能够保持静止状态，则B 端和地面无相对运动趋势，即不受摩擦力．
B 级 能力提升题
5．为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数，某同学设计了一个实验如图所示，用一根弹簧将木块压在墙上，同时在木块下方有一个拉力F 2作用，使木块恰好匀速向下运动，现分别测出了弹簧的弹力F 1，拉力F 2和木块的重力G ，则动摩擦因数μ应等于
( )
A.F 2＋G F 1
B.F 2F 1
C.G F
D.F 1＋G F 2
答案：A
解析：因为木块匀速向下运动，说明木块处于平衡状态，从竖直方向可以判断，墙壁对木块的滑动摩擦力大小等于F 2＋G ；在水平方向上可以判断，墙壁对木块的压力大小等于
F 1，根据滑动摩擦力表达式F ＝μF N ，得μ＝F 2＋
G F 1
，故正确答案为A. 6．如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平．欲将黑白毛巾分离开来，设每条毛巾的质量均为m ，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为
( )
A ．2μmg
B ．4μmg
C ．5μmg D.52μmg
解析：本题考查滑动摩擦力的求法和平衡条件的应用，求解物体所受摩擦力时，要注意物体有几个面与其他物体接触，有几个接触面就可能受几个摩擦力．将黑毛巾匀速拉出时，黑毛巾的四个面都要受到滑动摩擦力的作用，根据滑动摩擦规律可以知道：自上而下黑毛巾四个面受到的正压力为0.5mg、mg、1.5mg、2mg，由F f＝μF N有拉力F为F＝μ(0.5mg＋mg ＋1.5mg＋2mg)＝5μmg，即将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为5μmg.故正确答案为C.
7．如图甲所示，在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则木块所受到的摩擦力F f随拉力F变化的图象(如图乙所示)正确的是
()
答案：D
解析：当木块不受拉力时(F＝0)，桌面对木块没有摩擦力(F f＝0)．
当木块受到的水平拉力F较小时．木块仍保持静止，但出现向右运动的趋势，桌面对木块产生静摩擦力，其大小与F相等，方向相反．
随着水平拉力F不断增大．木块向右运动的趋势增强，桌面对木块的静摩擦力也相应增大，直到水平拉力F足够大时，木块开始滑动，桌面对木块的静摩擦力达最大值Ff m.在滑动之前，由木块水平方向二力平衡条件知，桌面对木块的静摩擦力F f始终与拉力F等值反向．即随着F的增大而增大．
木块滑动后，桌面对它的摩擦力是滑动摩擦力，它稍小于最大静摩擦力，并且在木块继续滑动的过程中保持不变．故正确答案为D.
8．如右图所示，重400N的大木箱放在大磅秤上，箱内的小磅秤上站着一个重600N的人，当人用力向上推木箱的顶板时，两磅秤的示数将
()
A．小磅秤示数增大，大磅秤示数减小
B．小磅秤示数不变，大磅秤示数增大
C．小磅秤示数增大，大磅秤示数不变
D．小磅秤和大磅秤示数都增大
答案：C
解析：磅秤的示数是由于人给磅秤的压力(弹力)产生的，压力不变，磅秤的示数就不变；压力小示数小；压力大示数就大．人向上用力推木箱顶板时，人对小磅秤的压力增大，小磅秤的示数增加．由于小磅秤放在大磅秤上，虽然人给木箱力，但并没给大磅秤增加压力，所以大磅秤的示数应不变．
本题创新之处是对多个物体间产生弹力的问题，应找好施、受力物体，逐一分析，不能混淆．
9．如图所示，物体A、B的质量均为6kg，接触面间的动摩擦因数均为μ＝0.3，水平力F＝30N.那么，A、B间摩擦力大小为__________N，水平面对B的摩擦力的大小为__________N．(滑轮和绳的质量均不计，g取10m/s2)
答案：15 30
解析：首先讨论A 、B 是否滑动．认为A 、B 间最大静摩擦力可用滑动摩擦力表示为μmg ＝18N.同理，B 与水平面间最大静摩擦力为36N ，把A 、B 看为整体，F <36N ，B 相对水平
面静止．把A 隔离出来，F 2
<18N ，故A 相对B 静止．由于A 、B 都静止，所以摩擦力都是静摩擦力．隔离A ，分析水平方向受力有T 和f 1，f 1＝T ，T ＝F 2
，f 1＝15N ；把A 、B 看做一个整体，分析水平方向外力有F 和f 2，f 2＝F ＝30N ，则A 、B 间摩擦力大小为15N ，水平面对B 的摩擦力大小为30N.
10．如图所示，位于水平桌面上的物块P ，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q 相连，从滑轮到P 和到Q 的两段绳都是水平的．已知Q 与P 之间以及P 与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m ，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计，若用一水平向右的力F 拉P 使它做匀速运动，则F 的大小为
( )
A ．4μmg
B ．3μmg
C ．2μmg
D ．μmg
答案：A
解析：由题意，P 相对桌面向右匀速运动，相对于Q 向右匀速运动．以P 为研究对象，P 受到Q 对它的滑动摩擦力F 1＝μmg ，方向向左；Q 通过绳对P 的拉力F 2＝μmg ，方向向左；桌面对P 的滑动摩擦力F 3＝2μmg ，方向向左．所以F ＝F 1＋F 2＋F 3＝4μmg .
11．如图所示，主动轮A 通过皮带带动从动轮B 按图示方向匀速转动，物体m 随水平皮带匀速运动，则
( )
A ．物体m 受到向右的摩擦力
B ．物体m 不受摩擦力
C ．主动轮上的P 点所受摩擦力方向向上
D ．从动轮上的Q 点所受摩擦力方向向上
答案：BCD
解析：物体m 做匀速运动，处于平衡状态．在水平方向不受力，故A 错误，B 正确；在主动轮上是轮子带动皮带一起转动，皮带阻碍轮子转动，主动轮上的P 点所受摩擦力方向向上，施力物体是皮带，C 正确；在从动轮上是皮带带动轮子一起转动，故从动轮上的Q 点所受摩擦力方向向上，施力物体是皮带，D 正确．
12．如下图所示，甲、乙两个物体叠放在水平地面上，现给甲、乙两物体分别施加水平向右、向左的拉力F 1和F 2，且已知F 1＝5N ，F 2＝3N. (1)如果甲、乙均保持静止状态，求乙对甲的静摩擦力的大小及地面对乙的静摩擦力的
大小和方向．
(2)如F 2的方向改为水平向右，甲、乙均保持静止状态，求乙对甲的静摩擦力的大小及地面对乙的静摩擦力的大小和方向．
解析：(1)甲在水平方向受乙的静摩擦力F f1和拉力F 1作用，F f1＝F 1＝5N ，方向向左；把甲、乙看成一个整体，可知地面对乙的摩擦力F f2＝2N ，方向向左．
(2)F ′f1＝F 1＝5N ，方向向左；F ′f2＝8N ，方向向左．
C级高考模拟题
13．(2008·高考广东理科基础)人站在自动扶梯的水平板上，随扶梯斜向上匀速运动如右图所示，以下说法正确的是
()
A．人受到重力和支持力的作用
B．人受到重力和摩擦力的作用
C．人受到的合力为零
D．人受到的合力方向与速度方向相同
答案：AC。