2020版物理浙江高考选考一轮复习讲义:必修1 第二章 第1讲 重力 弹力 摩擦力 含解析
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知识排查
重力基本相互作用
1.重力产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。
2.重力大小:与物体的质量成正比,即G=mg。
可用弹簧测力计测量重力。
3.重力方向:总是竖直向下的。
4.重心:其位置与物体的质量分布和形状有关。
5.四种基本相互作用:引力相互作用、电磁相互作用、强相互作用、弱相互作用。
弹力
1.弹性
(1)弹性形变:有些物体在形变后撤去作用力能够恢复原状的形变。
(2)弹性限度:当形变超过一定限度时,撤去作用力后,物体不能完全恢复原来的形状,
这个限度叫弹性限度。
2.弹力
(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复原状,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。
(2)产生条件:物体相互接触且发生弹性形变。
(3)方向:弹力的方向总是与作用在物体上使物体发生形变的外力方向相反。
3.胡克定律
(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx。
①k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。
②x是形变量,但不是弹簧形变以后的长度。
滑动摩擦力、静摩擦力
(3)摩擦力的大小,①静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0<F≤F m。
②滑动摩擦力的大小:F=μF N。
(其中μ为动摩擦因数,与接触面的材料和粗糙程度有关。
)
③滑动摩擦力与最大静摩擦力的关系:一般最大静摩擦力比滑动摩擦力略大一些,在许多问题的处理过程中往往认为其大小等于滑动摩擦力。
小题速练
1.思考判断
(1)只有接触的物体间才会有力的作用()
(2)物体的重心一定在物体上()
(3)重力的方向竖直向下,不一定与接触面垂直()
(4)绳、杆的弹力方向一定沿绳、杆()
(5)有摩擦力一定有弹力()
(6)静止的物体不可能受到滑动摩擦力()
(7)滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反()
(8)摩擦力的方向可能与运动方向垂直()
答案(1)×(2)×(3)√(4)×(5)√(6)×(7)×(8)√
2.在下列各图中,a、b均处于静止状态,且接触面均光滑,a、b间一定有弹力的是()
答案 B
3.一轻质弹簧原长为8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度。
则该弹簧的劲度系数为()
A.40 m/N
B.40 N/m
C.200 m/N
D.200 N/m
解析由胡克定律得劲度系数k=F
x=200 N/m,选项D正确。
答案 D
4.[人教版必修1·P61·T3改编]重量为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用35 N的水平推力,才能使它从原地开始运动。
木箱从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动。
下列说法正确的是()
A.木箱与地板间的最大静摩擦力为30 N
B.木箱所受的滑动摩擦力为35 N
C.木箱与地板间的动摩擦因数为0.35
D.木箱与地板间的动摩擦因数为0.3
答案 D
重力
1.与重力有关知识易错点再认识
(1)误认为重力的大小与物体的运动状态有关。
(2)误认为重力的方向指向地心,实际上重力的方向是竖直向下,不一定指向地心。
(3)误认为重力没有施力物体,实际上重力的施力物体是地球,任何力同时具有施力物体与受力物体。
(4)误认为只有相互接触的物体间才存在作用力,实际上有些力可以发生在不接触的物体间,如重力等。
2.重力方向竖直向下也就是沿重垂线的方向,不能将竖直向下说成垂直向下,也不能说成指向地心。
竖直向下是指垂直于当地的水平面向下,而垂直向下可以指垂直于任何支持面向下。
只有在两极或赤道时,重力的方向才指向地心。
1.下列关于重力和重心的说法正确的是()
A.物体所受的重力就是地球对物体产生的吸引力
B.重力的方向总是指向地心
C.用细线将重物悬挂起来,静止时物体的重心一定在悬线所在的直线上
D.重心就是物体所受重力的等效作用点,故重心一定在物体上
解析重力是由于地球的吸引而产生的,但不是地球的吸引力,A错误;重力的方向竖直向下,不一定指向地心,B错误;由平衡条件可知,细线拉力和重力平衡,重心在重力作用线上,C正确;重心位置跟物体的形状、质量分布有关,是重力的等效作用点,但不一定在物体上,如质量分布均匀的球壳,其重心就不在球壳上,D错误。
答案 C
2.关于物体的重力和重心,下列说法正确的是()
A.物体所受的重力是由于受到地球的吸引而产生的,所以方向总是垂直于地面向下
B.同一物体在地球上的不同位置,当用不同的弹簧测力计测量时其所受重力大小是不同的,当用同一弹簧测力计测量时所受重力大小一定相同
C.物体的重心就是物体各部分所受重力的等效作用点
D.形状规则的物体(如正方体),其重心一定在其几何中心处
解析重力的方向为竖直向下而不是垂直地面向下,选项A错误;同一物体在地球上不同位置所受重力不同,与弹簧测力计无关,选项B错误;重心为物体各部分所受重力的等效作用点,选项C正确;重心的位置与物体的形状与质量分布是否均匀有关,如果质量分布不均匀,仅有规则几何外形,其重心也不一定在几何中心上,选项D错误。
答案 C
弹力
1.“三法”判断弹力的有无
2.弹力方向的判断
(1)常见模型中弹力的方向
(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断。
3.计算弹力大小的方法
(1)弹簧、橡皮条等物体的弹力可以由胡克定律F=kx计算。
(2)其他弹力可以根据物体的受力情况和运动情况,利用平衡条件或牛顿第二定律来确定大小。
4.利用胡克定律F=kx时,要注意
(1)弹簧要在弹性限度内形变。
(2)x为弹簧的伸长量或压缩量,并不是弹簧的长度。
(3)轻弹簧:即弹簧(或橡皮绳)的重力可视为零。
1.(2018·浙江东阳中学期中)如图1所示,足球迎面撞上运动员的脸部,下列说法错误的是()
图1
A.由于运动员的脸部形变,它对运动员脸部产生弹力
B.发生撞击时,足球的形变越明显说明产生弹力越大
C.由于足球的形变,它对运动员脸部产生弹力
D.足球与运动员脸部之间产生弹力的前提是它们相互接触
解析运动员脸部形变,则运动员对足球产生弹力,A错误;发生撞击时,足球的形变越明显说明产生弹力越大,B正确;足球形变对运动员脸部产生弹力,C正确;弹力产生需直接接触和发生弹性形变两个条件,D正确。
答案 A
2.(2018·河北遵化一中月考)如图2所示,为一轻质弹簧的弹力大小和长度的关系,根据图象判断,正确的结论是()
图2
A.弹簧的劲度系数为1 N/m
B.弹簧的劲度系数为100 N/m
C.弹簧的原长为4 cm
D.弹簧伸长0.02 m时,弹力的大小为4 N
解析弹力与弹簧长度的关系图象中,图象的斜率表示劲度系数,图象与横轴的交点(横
轴的截距)表示弹簧的原长。
k=ΔF
ΔL=
2
2×10-2
N/m=100 N/m,选项A错误,B正确;弹
簧原长为6 cm ,选项C 错误;弹簧伸长2 cm ,即L =8 cm 时,弹力大小为2 N ,选项D 错误。
答案 B
3.如图3所示,一位于水平面上的小车,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为θ,在斜杆的下端固定有质量为m 的小球。
下列关于杆对球的作用力F 的判断中,正确的是( )
图3
A.小车静止时,F =mg sin θ,方向沿杆向上
B.小车静止时,F =mg cos θ,方向垂直于杆向上
C.小车向右匀速运动时,一定有F =mg ,方向竖直向上
D.小车向右匀加速运动时,一定有F <mg ,方向可能沿杆向上
解析 小球受重力和杆的作用力F ,处于静止或匀速运动时,由力的平衡条件知,二力必等大反向,有F =mg ,方向竖直向上,选项A 、B 错误,C 正确;小车向右匀加速运动时,小球有向右的恒定加速度,根据牛顿第二定律知,mg 和F 的合力应水平向右,如图所示。
由图可知,F >mg ,方向可能沿杆向上,选项D 错误。
答案 C
4.如图4所示,质量均为m 的物体A 、B 通过一劲度系数为k 的轻质弹簧相连,开始时B 放在地面上,A 、B 都处于静止状态,现通过细绳将A 加速向上拉起,当B 刚要离开地面时,A 上升距离为L ,假设弹簧一直在弹性限度范围内,则( )
图4
A.L =mg k
B.L =2mg
k
C.L <mg k
D.L >2mg k
解析 对于初态,以A 为研究对象进行受力分析可知弹簧处于压缩状态,设压缩量为x 1,则kx 1=mg ,可求得x 1=mg
k ,对于末态(B 刚要离开地面时),以B 为研究对象进行受力分析可判断弹簧处于伸长状态,设伸长量为x 2,则kx 2=mg ,可得x 2=mg
k ,A 上升的距离就是弹簧变长的长度,则L =x 1+x 2=2mg
k ,B 正确。
答案 B
摩擦力的分析和计算
1.明晰“三个方向”
名称 释义
运动方向 一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向
相对运动方向 指以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向 相对运动
趋势方向 由两物体间静摩擦力的存在导致,能发生却没有发生的相对运动
的方向
2.(1)假设法
(2)状态法
根据平衡条件、牛顿第二定律,判断静摩擦力的方向。
(3)牛顿第三定律法
先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力方向。
3.摩擦力的计算
(1)在确定摩擦力的大小之前,首先分析物体所处的状态,分清是静摩擦力还是滑动摩擦力。
(2)滑动摩擦力有具体的计算公式,而静摩擦力要利用平衡条件列方程或牛顿第二定律列方程等计算。
(3)滑动摩擦力的大小可以用F=μF N计算,也可以用平衡条件或牛顿第二定律计算。
4.计算摩擦力大小时的“三点注意”
(1)公式F=μF N中的F N是两个物体接触面上的压力,称为正压力(垂直于接触面的力),性质上属于弹力,它不一定等于物体的重力,许多情况下需结合物体的平衡条件等加以确定。
(2)滑动摩擦力F的大小与物体的运动速度无关,与接触面积的大小无关。
(3)该公式适用于滑动摩擦力大小的计算。
求静摩擦力的大小时,该公式不成立。
【典例1】如图5所示,在水平桌面上有一向右运动的物体,其质量为20 kg,与桌面间的动摩擦因数μ=0.1。
物体在运动过程中,还受到一个方向水平向左的大小为10 N的拉力作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 m/s2)()
图5
A.10 N,水平向右
B.10 N,水平向左
C.20 N,水平向右
D.20 N,水平向左
解析题中物体与水平面间的摩擦力是滑动摩擦力,其方向与相对运动方向相反,即水平向左,大小可根据F f=μF N=μmg求解,代入数据得F f=20 N,D正确。
答案 D
【典例2】如图6所示,物体A、B在力F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6
A.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相同
解析用假设法分析:甲图中,假设A受摩擦力,与A做匀速运动在水平方向合力为零
不符,所以A不受摩擦力;乙图中,假设A不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,则知A受沿F方向的摩擦力。
选项D正确。
答案 D
1.如图7所示,质量为m的木块P在质量为M的长木板ab上滑行,长木板放在水平面上一直处于静止状态。
若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,则长木板ab受到地面的摩擦力大小为()
图7
A.μ1Mg
B.μ1(m+M)g
C.μ2mg
D.μ1Mg+μ2mg
解析木块P对长木板的滑动摩擦力大小为F=μ2mg,长木板始终静止,则地面对长木板的静摩擦力大小为F′=F=μ2mg,故选项C正确。
答案 C
2.用如图8所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小。
把木块A 放在长木板B上,长木板B放在光滑水平面上,在恒力F作用下,长木板B在水平面上运动,水平弹簧测力计的示数为F T。
下列说法中正确的是()
图8
A.木块A受到的滑块摩擦力的大小等于F T
B.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于F
C.若长木板B以2v的速度匀速运动时,木块A受到的摩擦力的大小等于2F T
D.若用2F的力作用在长木板B上,木块A受到的摩擦力的大小等于2F
解析木块A受到的摩擦力与长木板B的受力及运动状态无关,只要木块A处于静止状态,长木板B对木块A的摩擦力都等于F T,故选项A正确,选项B、C、D错误。
答案 A
3.(2018·11月浙江选考)小明在观察如图9所示的沙子堆积时,发现沙子会自然堆积成圆锥体,且在不断堆积过程中,材料相同的沙子自然堆积成的圆锥体的最大底角都是相同的。
小明测出这堆沙子的底部周长为31.4 m,利用物理知识测得沙子之间的摩擦因数为
0.5,估算出这堆沙的体积最接近( )
图9
A.60 m 3
B.200 m 3
C.250 m 3
D.500 m 3
解析 沙堆的底部周长为31.4 m ,由l =2πR ,可知底面半径为R =5 m ,由图可知当沙堆不能再堆高时,即μ=tan θ=0.5,所以沙堆高h =R tan θ=2.5 m ,故沙堆的的体积为V =1
3πR 2h =65.4 m 3,故选项A 最接近。
答案 A
计算摩擦力时的三点注意
(1)首先分清摩擦力的性质,因为只有滑动摩擦力才能利用公式F =μF N 计算,静摩擦力通常只能根据物体的运动状态求解。
(2)公式F =μF N 中,F N 为两接触面间的正压力,与物体的重力没有必然联系,不一定等于物体的重力。
(3)滑动摩擦力的大小与物体速度的大小无关,与接触面积的大小也无关。
摩擦力的突变问题
1.“静—静”突变
物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态,当作用在物体上的其他力的合力发生变化时,如果物体仍然保持静止状态,则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变。
2.“静—动”突变或“动—静”突变
物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态,当其他力变化时,如果物体不能保持静止状态,则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力。
3.“动—动”突变
某物体相对于另一物体滑动的过程中,若突然相对运动方向变了,则滑动摩擦力方向发生“突变”。
【典例1】如图10所示,物体A静止在粗糙水平面上,左边用一轻质弹簧和竖直墙相连,弹簧的长度大于原长。
现用从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A,直到A被拉动,在A被拉动之前的过程中,弹簧对A的弹力F1的大小和地面对A的摩擦力F f大小的变化情况是()
图10
A.F1减小
B.F1增大
C.F f先减小后增大
D.F f始终减小
审题关键点①A静止在粗糙水平面上。
②弹簧的长度大于原长。
③从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A。
④直到A被拉动。
解析在A被拉动之前的过程中,弹簧仍处于原状,因此弹力F1不变,静止时弹簧的长度大于原长,则弹簧对A的拉力向左,由于水平面粗糙,因此物体受到水平向右的静摩擦力F f。
当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉A,直到把A拉动前过程中,物体A受到的静摩擦力F f从向右变为水平向左,所以F f大小先减小后增大,故选项C正确,A、B、D错误。
答案 C
【典例2】长直木板的上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大),另一端不动,如图11所示。
则铁块受到的摩擦力F f随角度α的变化图象可能正确的是下图中的(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()
图11
解析设木板与水平面间的夹角增大到θ时,铁块开始滑动,显然当α<θ时,铁块与木板相对静止。
由力的平衡条件可知,铁块受到的静摩擦力的大小为F f=mg sin α;当α≥θ时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,设动摩擦因数为μ,由滑动摩擦力公式得,铁块受到的滑动摩擦力为F f=μmg cos α。
通过上述分析知道:当α<θ时,静摩擦力随α角增大按正弦规律增大;当α≥θ时,滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小,所以正确选项为C。
答案 C
1.一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图12所示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为()
图12
A.10 N,方向向左
B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向右
D.0
解析当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N,方向向左。
可知最大静摩擦力F f max≥8 N。
当撤去力F1后,F2=2 N <F f max,物体仍处于静止状态,由平衡条件可知物体所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在物体上的F2等大反向,选项C正确。
答案 C
2.如图13所示,斜面固定在地面上,倾角为37°(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)。
质量为1 kg 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F随时间变化的图象是下图中的(取初速度v0的方向为正方向,g=10 m/s2)()
图13
解析滑块上升过程中受到滑动摩擦力作用,由F=μF N和F N=mg cos θ联立得F=6.4 N,方向为沿斜面向下。
当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mg sin θ<μmg cos θ,滑块不动,滑块受的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F=mg sin θ,代入可得F=6 N,方向为沿斜面向上,故选项B正确。
答案 B
物理观念——易错问题:摩擦力方向的判定
摩擦力方向与运动方向的三类关系
摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反,但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线。
第一类:摩擦力方向与运动方向相同
【例1】如图14所示,皮带运输机将物体匀速地送往高处,下列结论正确的是()
图14
A.物体受到与运动方向相反的摩擦力作用
B.传送的速度越大,物体受到的摩擦力越大
C.物体所受的摩擦力与传送的速度无关
D.物体受到的静摩擦力为物体随皮带运输机上升的阻力
解析物体随皮带运输机一起上升的过程中,物体具有相对于皮带下滑的趋势,受到沿皮带向上的摩擦力作用,是使物体向上运动的动力,其大小等于物体重力沿皮带向下的分力,与传送带的速度大小无关,故选项C正确,A、B、D错误。
答案 C
第二类:摩擦力方向与运动方向相反
【例2】 (2017·全国卷Ⅱ,16)如图15所示,一物块在水平拉力F 的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。
若保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动。
物块与桌面间的动摩擦因数为( )
图15
A.2-3
B.3
6
C.33
D.32
解析 当F 水平时,根据平衡条件得F =μmg ;当保持F 的大小不变,而方向与水平面成60°角时,由平衡条件得F cos 60°=μ(mg -F sin 60°),联立解得μ=3
3,故选项C 正确。
答案 C
第三类:摩擦力方向与运动方向不共线
【例3】 如图16,光滑斜面固定于水平面,滑块A 、B 叠放后一起冲上斜面,且始终保持相对静止,A 上表面水平,则在斜面上运动时,B 受力的示意图为( )
图16
解析 滑块A 、B 一起冲上光滑斜面,以A 、B 为整体研究对象,加速度沿斜面向下,大小为a =g sin θ,整体向上做匀减速直线运动,加速度方向沿斜面向下,由于B 的加速度方向沿斜面向下,根据牛顿第二定律知,B 受到合力沿斜面向下,则B 一定受到水平向左的摩擦力以及重力和支持力,故选项A 正确,B 、C 、D 错误。
答案 A
活页作业 (时间:30分钟) A 组 基础过关
1.(2018·嘉兴一中期中)体育课上一学生将足球踢向斜台,如图1所示。
下列关于斜台给
足球的弹力方向的说法正确的是()
图1
A.沿v1的方向
B.先沿v1的方向后沿v2的方向
C.沿v2的方向
D.沿垂直于斜台斜向左上方的方向
解析支持力是弹力,方向总是垂直于接触面,并指向被支持物,所以斜台给篮球的弹力的方向为垂直斜台向左上方方向。
故D正确,A、B、C错误。
答案 D
2.(2018·3月浙江嘉兴市选考模拟)如图2是某街舞爱好者在水平面上静止倒立的情景,则此街舞爱好者()
图2
A.手掌所受支持力等于人的重力
B.手掌所受静摩擦力方向向左
C.手掌所受静摩擦力方向向右
D.重心在腰部某处
解析以人为研究对象,根据竖直方向受力平衡可得手掌所受支持力等于人的重力,故A正确;街舞爱好者在水平面上静止,水平方向受力平衡,则街舞爱好者受到的静摩擦力为零,故B、C错误;街舞爱好者处于该状态时,重心一定不在腰部,可能在人体之外某处,故D错误。
答案 A
3.玩具汽车停在模型桥面上,如图3所示,下列说法正确的是()
图3
A.桥面受向下的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
B.汽车没有发生形变,所以汽车不受弹力
C.汽车受向上的弹力,是因为桥梁发生了弹性形变
D.汽车受向上的弹力,是因为汽车发生了形变
解析汽车与桥面相互挤压都发生了形变,B错误;由于桥面发生弹性形变,所以对汽车有向上的弹力,C正确,D错误;由于汽车发生了形变,所以对桥面产生向下的压力,A错误。
答案 C
4.一根轻质弹簧未悬挂重物时,指针正对“0”刻度,在弹性限度内,当挂上40 N重物时,指针指在“10”刻度,要使指针正对“5”刻度(如图4所示),应挂重物的重力()
图4
A.10 N
B.20 N
C.30 N
D.40 N
解析据题,当挂上40 N重物时,弹簧的弹力为F1=40 N,弹簧伸长为x1=10l0。
指针正对刻度“5”时,弹簧伸长为x2=5l0,根据胡克定律F=kx得F1∶F2=x1∶x2代入解得F2=20 N,即所挂重物的重力为20 N。
答案 B
5.在如图5所示的甲、乙、丙三种情况中,砝码的质量均为M,不计一切摩擦和弹簧秤的重力,则三个弹簧秤的示数T1、T2、T3的关系是()
图5
A.T1=T2=T3
B.T1=T3<T2
C.T1<T2<T3
D.T1=T2<3
解析三幅图中分别对物体进行受力分析,物体受重力和绳子的拉力,绳子的拉力等于弹簧的拉力,所以弹簧秤示数都等于物体的重力,故T 1=T2=T3,选项A正确。
答案 A
6.如图6所示,为小孩用水平力推箱子的三种情况:甲图中小孩用80 N的力没能推动箱子,乙图中小孩用100 N的力恰好推动箱子,丙图中小孩用120 N力推动箱子向前移动,已知箱子重200 N,箱子与地面间的动摩擦因数为0.45,则()
图6
A.甲图中箱子所受摩擦力为0 N
B.箱子所受到的最大静摩擦力为100 N
C.丙图中箱子所受摩擦力为120 N
D.丙图中箱子所受摩擦力为100 N
解析甲图中,推力与静摩擦力平衡,所以f1=80 N,A错误;乙图中,恰好推动箱子的水平推力等于最大静摩擦力f2,所以f2=100 N,故B正确;丙图中摩擦力为滑动摩擦力,根据f3=μF N=0.45×200 N=90 N,C、D错误。
答案 B
7.(2018·效实中学期末)如图7是在购物商场里常见的电梯,图甲为阶梯电梯,图乙为斜面电梯,设两电梯中各站一个质量相同的乘客随电梯匀速上行,则两乘客受到电梯的()
图7
A.摩擦力的方向相同
B.支持力的大小相同
C.支持力的方向相同
D.作用力的大小与方向相同
解析甲为阶梯电梯,受力分析可知,乘客受重力与支持力,两者平衡,不受摩擦力作
用,图乙为斜面电梯,受力分析可知,乘客受重力,垂直于斜面的支持力与沿斜面向上的静摩擦力,根据力的合成可知,支持力与摩擦力的合力与重力平衡,因此,它们的支持力和摩擦力不同,作用力的大小和方向均相同,D正确。
答案 D
8.在半球形光滑碗内斜搁一根筷子,如图8所示,筷子与碗的接触点分别为A、B,则碗对筷子A、B两点处的作用力方向分别为()
图8
A.均竖直向上
B.均指向球心O
C.A点处指向球心O,B点处竖直向上
D.A点处指向球心O,B点处垂直于筷子斜向上
解析碗对筷子A、B两点处的作用力属于弹力,而弹力的方向总是垂直于接触面,因而寻找接触面便成为确定弹力方向的关键。
在A点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在碗的内表面(半球面)上滑动,所以在A点处的接触面是球面在该点的切面,此处的弹力与切面垂直,即指向球心O。
在B点处,当筷子滑动时,筷子与碗的接触点在筷子的下表面上滑动,所以在B点处的接触面与筷子平行,此处的弹力垂直于筷子斜向上。
故选项D正确。
答案 D
9.一个实验小组在“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验中,使用两条不同的轻质弹簧a 和b,得到弹力与弹簧长度的图象如图9所示。
下列表述正确的是()
图9
A.a的原长比b的长
B.a的劲度系数比b的大
C.a的劲度系数比b的小
D.测得的弹力与弹簧的长度成正比。