高三一轮复习 第二章 摩擦力 练习
2020版高考物理一轮复习通用版讲义:第二章第7课时摩擦力(双基落实课)含答案
第7课时 摩擦力(双基落实课)点点通(一) 摩擦力的有无及方向判断1.两种摩擦力的对比 (1)接触面粗糙(2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙 (2)接触处有弹力 (3)两物体间有相对运动 (1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,大小范围为0<F ≤F max (2)最大静摩擦力F max 大小与正压力大小有关滑动摩擦力:F =μF N ,μ为动摩擦因数,取决于接触面材料及粗糙程度,F N 为正压力沿接触面且与受力物体相对运动趋势的方向相反 沿接触面且与受力物体相对运动的方向相反(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。
(2)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但不一定阻碍物体的运动,即摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
(3)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定与施力物体保持相对静止。
[小题练通]1. (多选)下列关于摩擦力的说法中正确的是( )A .静止的物体可以受到滑动摩擦力,运动的物体也可以受到静摩擦力B .物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力C .存在摩擦力的物体之间,正压力增大,摩擦力也增大D .两物体间有弹力但不一定有摩擦力,而两物体间有摩擦力则一定有弹力解析:选ABD 静止的物体与另一运动物体的接触面粗糙且接触处有弹力时,静止的物体受到滑动摩擦力,静摩擦力只是阻碍相对运动趋势,受静摩擦力的物体可以静止也可以运动,A 正确;滑动摩擦力或静摩擦力不一定阻碍物体的运动,物体所受的滑动摩擦力或静摩擦力既可以充当动力也可以充当阻力,B 正确;滑动摩擦力与正压力有关,静摩擦力与正压力无关,C 错误;两物体之间有摩擦力时,两物体一定接触且相互挤压,即存在弹力作用,反之则不一定成立,D 正确。
2.(多选)如图所示,皮带运输机将物体匀速地送往高处,下列结论正确的是( )A .物体受到与运动方向相同的摩擦力作用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动力解析:选ACD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,受到沿皮带向上的静摩擦力作用,是物体随皮带运输机上升的动力,其大小等于物体所受重力沿皮带向下的分力,与传送的速度大小无关,故A、C、D正确,B错误。
2023年高考物理一轮考点复习第二章相互作用第1讲重力、弹力、摩擦力
练案[4]第二章相互作用第1讲重力弹力摩擦力一、选择题(本题共12小题,1~8题为单选,9~12题为多选)1.(2022·广东梅州二模)2022年春晚舞蹈《只此青绿》表演中,需要舞者两脚前后分开,以胯部为轴,上半身后躺,与地面近乎平行,在舞者缓慢后躺的过程中,下列说法不正确的是( A )A.人对地面的压力和地面对人的支持力是一对平衡力B.舞者所受的支持力始终等于舞者的重力C.舞者越向下躺,重心越低D.舞者两脚间距越大,下弯时越稳定[解析]人对地面的压力和地面对人的支持力是一对作用力与反作用力,选项A错误,符合题意;舞者缓慢后躺,可认为都是平衡状态,则舞者所受的支持力始终等于舞者的重力,选项B正确,不符合题意;舞者越向下躺,整个身体的重心越低,选项C正确,不符合题意;舞者两脚间距越大,重心越向下,下弯时越稳定,选项D正确,不符合题意。
2.(2022·陕西榆林市高三二模)一矿泉水瓶如图所示,其外壳是由食品级的弹性塑料制成的。
下列说法正确的是( C )A.手轻握矿泉水瓶时外壳发生的形变为非弹性形变B.手对矿泉水瓶的作用力是由矿泉水瓶的形变而产生的C.矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹是为了增大最大静摩擦力D.矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力与瓶底部对水的作用力是一对平衡力[解析]手轻握矿泉水瓶时外壳发生的形变在手离开瓶后还能恢复原状,为弹性形变,故A错误;手对矿泉水瓶的作用力是由手的形变而产生的,故B错误;矿泉水瓶的瓶盖以及瓶身上的条纹,增加了瓶盖和瓶身的粗糙程度,手握瓶时可以增大最大静摩擦力,故C正确;矿泉水瓶里的水对瓶底部的作用力与瓶底部对水的作用力是一对相互作用力,故D错误。
3.(2023·重庆南开中学高三阶段练习)艺术课上,老师将学生们的剪纸作品进行展出时,用磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上,下列关于各物体的受力情况正确的是( D )A.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力B.磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的C.黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等D.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等[解析]磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对相互作用力,故A 错误;由弹力产生的条件可知:磁铁对剪纸的压力是由于磁铁发生形变引起的,故B错误;由图可知,三块磁铁对剪纸的压力与黑板对剪纸的支持力相等,黑板对剪纸的摩擦力大小等于剪纸与磁铁的重力之和,而磁铁对剪纸的摩擦力大小等于磁铁的重力,可得磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等,由力的合成知:黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小不相等,故D 正确,C错误。
高中物理摩擦力习题含答案
高中物理摩擦力习题含答案篇一:新课标高一物理全套练习题必修一摩擦力三、摩擦力练习题一、选择题1.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是[ ]A.压力越大,滑动摩擦力越大B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大2.置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力的大小[ ]A.与压力成正比B.等于水平拉力C.小于滑动摩擦力D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的静摩擦力不变3.如图1,木块质量为m,跟水平桌面的动摩擦因数为μ,受水平向右的力F的作用匀速运动,从物体到边缘开始,到物体下落为止,在此过程中物体保持匀速运动,下列说法正确的是[ ]A.推力F因物体悬空部分越来越大而变小B.推力F在物体下落前会变为原来的1/2C.推力F始终是μmg D.因接触面变小,动摩擦因数μ会变大4.关于弹力和摩擦力的关系,下列说法正确的是[ ]A.两物体间若有弹力,就一定有摩擦力B.两物体间若有摩擦力,就一定有弹力C.弹力和摩擦力的方向必互相垂直D.当两物体间的弹力消失时,摩擦力仍可存在一段时间 5.一物体置于粗糙水平地面上,按图2所示不同的放法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等,则木块受到的摩擦力的大小关系是[ ]A.f甲>f乙>f丙B.f乙>f甲>f丙C.f丙>f乙>f甲D.f甲=f乙=f丙二、填空题6.某同学用弹簧秤称一木块重5N,把木块水平桌面上,弹簧秤水平地向右拉木块.(1)当弹簧秤读数为1N时,木块未被拉动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______,方向向______.(2)当弹簧秤的读数是2.1N时,木块刚好开始移动,此时木块受的是______摩擦力,大小是______,方向向______.(3)开始运动后,使木块保持匀速直线运动,弹簧秤的读数变为2N,此时木块受到的是______摩擦力,大小是______,动摩擦因数μ=______.(4)若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时,木块受到的摩擦力是______摩擦力,大小是______.(5)木块离开弹簧秤继续滑动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______.7.如图3所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N.方向垂直于墙,若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是______N,动摩擦因数是______,若物体静止不动,它受到的静摩擦力是______N,方向______.(g=10N/kg)8.如图4是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图,主动轮的转动方向篇二:高一物理必修一摩擦力练习题摩擦力练习题一、选择题1、关于滑动摩擦力,下列说法正确的是()A.压力越大,滑动摩擦力越大B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大2、置于水平地面上的物体在沿水平方向的拉力作用下,仍处于静止,则物体所受静摩擦力的大小()A.与压力成正比B.等于水平拉力C.小于滑动摩擦力D.在物体上叠放另一物体,该物体受到的最大静摩擦力不变3、关于动摩擦因数μ,下列说法正确的是:( )A.两物体间没有摩擦力产生说明两物体间的动摩擦因数μ=0B.增大两物体的接触面积,则两物体间的动摩擦因数增大C.增大两物体间的正压力,则两物体间的动摩擦因数增大D.两物体的材料一定,两物体间的动摩擦因数仅决定于两接触面的粗糙程度4、关于弹力和摩擦力的关系,下列说法正确的是() A.两物体间若有弹力,就一定有摩擦力B.两物体间若有摩擦力,可能没有弹力C.弹力和摩擦力的方向必互相垂直D.当两物体间的弹力消失时,摩擦力仍可存在一段时间5、放在水平地面上的物体M上表面有一物体m,m与M 之间有一处于压缩状态的弹簧,整个装置处于静止状态,如图所示,则关于M和m受力情况的判断,错误的是:( )A.m受到向右的摩擦力B.M受到m对它向左的摩擦力C.地面对M的摩擦力方向右D.地面对M不存在摩擦力作用二、填空题6、某同学用弹簧秤称一木块重5N,把木块水平桌面上,弹簧秤水平地向右拉木块.(1)当弹簧秤读数为1N时,木块未被拉动,这时木块受到的是______摩擦力,大小是______,方向向______.(2)开始运动后,使木块保持匀速直线运动,弹簧秤的读数变为2N,此时木块受到的是______摩擦力,大小是______,动摩擦因数μ=______.(3)若使弹簧秤在拉动木块运动中读数变为3N时,木块受到的摩擦力是____摩擦力,大小是____。
湖南省岳阳市第一中学培优班2020届高考物理第一轮复习 补充资料 第2单元 相互作用1 重力 弹力 摩擦力
第二单元 相互作用§1 重力 弹力 摩擦力 一.知识点 1.力 2.重力 3.弹力 3.摩擦力二.典例解析 1.弹力【例1】 如图所示,用细绳连接用同种材料制成的a 和b 两个物体。
它们恰能沿斜面向下作匀速运动,且绳子刚好伸直,关于a 、b 的受力情况( )A .a 受3个力,b 受4个力B .a 受4个力,b 受3个力C .a 、b 均受3个力D .a 、b 均受4个力【例2】如图所示,四根相同的弹簧都处于水平位置,右端都受到大小皆为F 的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中的弹簧左端固定在墙上;②中的弹簧左端受大小也为F 的拉力作用;③中的弹簧左端栓一个小物块,物块在光滑桌面上滑动; ④中的弹簧左端栓一个小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以1l 、2l 、3l 、4l 依此表示四根弹簧的伸长量,则有F 引 mgF 向( ) A .1l <2lB .2l =4lC .3l <1lD .4l >3l【例3】(2020年新课标)一根轻质弹簧一端固定,用大小为F 1的力压弹簧的另一端,平衡时长度为l 1;改用大小为F 2的力拉弹簧,平衡时长度为l 2。
弹簧的拉伸或压缩均在弹性限度内,该弹簧的劲度系数为A .2121F F l l -- B.2121F F l l ++ C.2121F F l l +- D.2121F F l l -+组合弹簧问题 【例4】如图所示,一劲度系数为k 2的弹簧,竖直地放在桌面上,上面压一质量为m 的物体,另一劲度系数为k 1的弹簧竖直地放在物体上面,其下端与物体的上表面接在一起,两个弹簧的质量都不计.要想使物体静止时下面弹簧的弹力减为原来的2/3(方向不变),应将上面弹簧的上端A 竖直向上提高一段距离d ,则d 为多少?变式1:把一根劲度系数k=1000N/m 的弹簧截成等长的两段,每一段弹簧的劲度系数为A .500N/mB .1000N/mC .1500N/mD .2000N/m变式2:如图所示,a 、b 、c 为三个物块,M 、N 为两根轻质弹簧,R 为跨过光滑定滑轮的轻绳,它们的连接情况如图所示,并处于平衡状态,则A .有可能N 处于拉伸状态而M 处于压缩状态B.有可能N处于压缩状态而M处于拉伸状态C.有可能N处于不伸不缩状态而M处于拉伸状态D.有可能N处于拉伸状态而M处于不伸不缩状态变式3:一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2m,它们的下端平齐并固定,上端自由,如图所示,若压缩此组合弹簧时(在弹性限度内),测得力与压缩距离之间的关系图线如图所示,求大弹簧的劲度系数k和小弹簧的1劲度系数k2变式4:如图所示,倾角为θ的固定光滑斜面底部有一垂直斜面的固定挡板C,劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量均为m的物体A和B连接,劲度系数为k2的轻弹簧一端与A连接,另一端通过一根轻绳与一轻质小桶P相连,跨过光滑的定滑轮Q放在斜面上,B靠在挡板C处,A和B均静止。
高三一轮复习 第二章 第一讲 重力 弹力 摩擦力
思考感悟 重心的位置与哪些因素有关? 提示:与质量分布和物体的形状有关.
三、弹力
恢复原状 1.定义:发生弹性形变的物体由于要_________,对 与它接触的物体产生力的作用. 2.产生的条件 相互接触 弹性形变 (1)两物体_________;(2)发生_________.
3.方向 相反 (1) 与物体形变方向_____. (2)几种常见模型的弹力方向 ①轻绳的拉力沿绳指向_________的方向. 绳收缩 垂直 ②点与平面、平面与平面接触处的弹力_____于接 触面(若是曲面则垂直于接触处的_____)指向被压或 切面 被支持的物体. 弹簧轴线 ③弹簧的弹力方向:总是沿_________指向变回原 长的方向. ④杆的弹力方向要依照平衡条件或牛顿定律判定.
二、重力 1.产生:由于地球的吸引而使物体受到的力. 2.大小:G=mg. 3.方向:总是_________. 竖直向下 4.重心:因为物体各部分都受重力的作用,从效 果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一 点,这一点叫做物体的重心. 特别提示:(1)重力的方向总是与当地的水平面垂直, 不同地方水平面不同,其垂直水平面向下的方向也 就不同. (2)重力的方向不一定指向地心. (3)并不是只有重心处才受到重力的作用.
3.力的作用效果
使物体发生_____. 形变 两个效果 运动状态 改变物体的________.
4.力的图示和示意图 (1)力的图示:包含力的_____、_____、 大小 方向 ______三个要素. 作用点 (2)力的示意图:受力分析时,作出的表示物 体受到某一力的有向线段. 特别提示:同一性质的力可以产生不同的效 果;不同性质的力可以产生相同的效果.
2.弹力的方向的判断方法
(1)弹力的方向与物体形变的方向相反,作用在迫使物
2021高三物理人教版一轮学案:第二章 第1讲 重力 弹力 摩擦力 Word版含答案
第二章相互作用考试说明课程标准命题热点1.认识重力、弹力与摩擦力。
通过实验,了解胡克定律。
知道滑动摩擦和静摩擦现象,能用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小。
2.通过实验,了解力的合成与分解,知道矢量和标量。
能用共点力的平衡条件分析日常生活中的问题。
(1)力的合成与分解。
(2)结合弹力、摩擦力考查共点力的平衡条件。
(3)静态平衡和动态平衡问题。
第1讲重力弹力摩擦力ZHI SHI SHU LI ZI CE GONG GU知识梳理·自测巩固知识点1力的分类1.按力的性质分可分为万有引力(包含重力)、弹力、摩擦力、分子力、电磁力、核力等。
2.按力的作用效果分可分为压力、支持力、动力、阻力、向心力、回复力等。
3.按作用方式分可分为场力和接触力,万有引力、电磁力等均属于场力,弹力、摩擦力等均属于接触力。
4.按研究对象分可分为外力和内力。
知识点2重力重力的产生由于地球对物体的吸引而使物体受到的力注意:在地球表面附近可近似认为重力等于万有引力重力的大小G=mg可用弹簧秤测量注意:(1)物体的质量不会变(2)G的变化是由在地球上不同位置处g的变化引起的重力的方向总是竖直向下的注意:竖直向下是和水平面垂直,不一定和接触面垂直重心因为物体各部分都受重力作用,可认为重力作用集中于一点即为物体的重心(1)影响重心位置的因素:①物体的形状;②物体的质量分布(2)薄板类重心的确定方法:悬挂法注意:重心的位置不一定在物体上知识点3弹力1.产生条件(1)两物体接触;(2)发生弹性形变;两者缺一不可,并且弹力和形变同时产生,同时消失。
2.弹力的方向(1)轻绳和细线的拉力沿绳和线指向它们收缩趋势的方向。
(2)点与平面、平面与平面接触处的弹力垂直于平面(若是曲面则垂直于接触处的公切面)指向被压或被支持的物体。
(3)弹簧的弹力方向:总是沿中心轴线指向恢复原长的方向。
3.弹力的大小(1)弹力在弹性限度内弹力的大小遵循胡克定律:F=kx。
高考一轮复习随堂练习摩擦力受力分析
第2讲摩擦力受力分析1.如图2-2-11所示,斜面小车M静止图2-2-11在光滑水平面上,一边紧贴墙壁.若再在斜面上加一物体m,且M、m相对静止,小车后来受力个数为()A.3 B.4 C.5 D.6解析:对M和m整体,它们必受到重力和地面支持力,因小车静止,由平衡条件知墙面对小车必无作用力,以小车为研究对象.如右图所示,它受四个力;重力Mg,地面的支持力F N1,m对它的压力F N2和静摩擦力F f,由于m静止,可知F f和F N2的合力必竖直向下,故B项正确.答案:B2.图2-2-12装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图2-2-12所示,则在匀加速拖出的过程中()A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变解析:滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关,只与正压力和动摩擦因数有关,A、B错误;在匀加速拖出的过程中,支持力始终等于重力,动摩擦因数又不变,因此工人的拉力也不变,C错误,D正确.答案:D3.图2-2-13如图2-2-13所示,物块A放在倾斜的木板上,木板的倾角α为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相等,则物块和木板间的滑动摩擦因数为()A.1/2 B.2/2 C.3/2 D.5/2解析:物块在木板上两次所受摩擦力的大小相等,说明当α=30°时是静摩擦力;在α=45°时是滑动摩擦力.根据滑动摩擦力的计算公式F f=μF N得:mg sin 30°=μmg cos 45°,解得:μ=2/2.B正确.答案:B4.图2-2-14如图2-2-14所示,圆柱体的A点放有一质量为M的小物体P,使圆柱体缓慢匀速转动,带动P从A点转到A′点,在这个过程中P始终与圆柱体保持相对静止.那么P 所受静摩擦力f的大小随时间t的变化规律是()解析:P与圆柱体之间的摩擦力是静摩擦力.P随圆柱体从A转至最高点的过程中F f=mg sin θ=mg cos(α+ωt)(α为OA与水平线的夹角),摩擦力的大小变化情况以最高点为对称.所以A正确.答案:A5.图2-2-15如图2-2-15所示,一根自然长度为l0的轻弹簧和一根长度为a的轻绳连接,弹簧的上端固定在天花板的O点上,P是位于O点正下方的光滑轻小定滑轮,已知OP=l0+a.现将绳的另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连,滑块对地面有压力作用.再用一水平力F作用于A使之向右做直线运动(弹簧的下端始终在P之上),对于滑块A受地面滑动摩擦力下列说法中正确的是()A.逐渐变小B.逐渐变大C.先变小后变大D.大小不变解析:本题考查力的平衡条件、胡克定律.物块在开始位置,受到重力G和支持力N,弹簧的拉力F=kx0,F+N=G,N=G-kx0;当物块滑到右边某一位置时,弹簧的伸长量为x,绳与地面的夹角为α,由竖直方向平衡,N′+k x·sin α=G,即N′=G-kx0=N,支持力不变化,滑动摩擦力f=μN不变化,D正确.答案:D1.图2-2-16如图2-2-16,照片中的这位男士骑着一辆搞笑的另类自行车,在骑车人用力蹬车前进的过程中,车轮上黑白两色的轮子与地面接触,下面判断正确的是()A.前轮黑色的轮子受到的摩擦力方向向前B.前轮黑色的轮子受到的摩擦力方向向后C.前、后轮上的轮子不受摩擦力作用D.后轮白色的轮子受到的摩擦力方向向后解析:地面对前轮的摩擦力促使前轮转动,所以前轮受到的摩擦力方向向后,后轮给地面一个向后的摩擦力,所以地面给后轮一个向前的摩擦力,B正确.答案:B2.图2-2-17如图2-2-17所示,有一个重力不计的方形容器,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,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大答案:BC3.图2-2-18如图2-2-18所示,人竖直站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯一起匀速斜向下运动.以下分析正确的是()A.人受到重力和支持力的作用B.人受到摩擦力的方向水平向左C.人受到重力、支持力和摩擦力的作用D.人受到与速度方向相同的合外力解析:由于人做匀速直线运动,合外力为零,因此,人只受到重力和支持力作用.答案:A4.图2-2-19在机场货物托运处,常用传送带运送行李和货物,如图2-2-19所示,靠在一起的两个质地相同,质量和大小均不同的包装箱随传送带一起上行,下列说法正确的是()A.匀速上行时b受3个力作用B.匀加速上行时b受4个力作用C.若上行过程传送带因故突然停止时,b受4个力作用D.若上行过程传送带因故突然停止后,b受的摩擦力一定比原来大解析:由于两包装箱的质地相同,则动摩擦因数相同.无论两包装箱匀速、匀加速运动,ab之间均无相对运动趋势,故无相互作用力,包装箱b只受三个力的作用,选项A正确;当传送带因故突然停止时,两包装箱加速度仍然相同,故两者之间仍无相互作用力,选项C错误;传送带因故突然停止时,包装箱受到的摩擦力与停止前无法比较,所以选项D错误.答案:A5.图2-2-20(2010·无锡市期中考试)如图2-2-20所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C的斜面上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.若使斜劈A在斜面体C上静止不动,则P、Q对球B无压力.以下说法正确的是()A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则P点对球B有压力B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对球B均无压力C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对球B均无压力D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,则Q点对球B有压力解析:若C的斜面光滑,无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行,通过对A、B整体受力分析可知,整体具有沿斜面向下的加速度,B球所受合力应沿斜面向下,故Q点对球B有压力,A、B项错;若C的斜面粗糙,斜劈A匀速下滑时,整体所受合力为零,故P、Q不可能对球B有压力,C项正确;若C的斜面粗糙,斜劈A加速下滑时,A、B 整体具有沿斜面向下的加速度,故球B所受合力也应沿斜面向下,故Q点一定对球B 有压力,D项正确.答案:CD6.图2-2-21如图2-2-21所示,在固定的斜面上叠放A、B两物体,若在B物体上加一水平向右的推力F(F≠0),两物体均静止,则B物体受力的个数为()A.一定是6个B.可能是4个C.可能是5个D.可能是6个解析:以A为研究对象分析可知A一定受B对它的静摩擦力的作用,所以B也要受A 对它的静摩擦力的作用,以B为研究对象受力分析由平衡条件可知,B和斜面之间的静摩擦力可能有,可能无,所以B物体受力个数可能是5个,还可能是6个.答案:CD7.图2-2-22重物A、B叠放在水平桌面上,物体m1、m2、m3分别通过细线跨过定滑轮水平系在物体A、B上,m1<m2+m3,A、B处于静止状态,如图2-2-22所示.现将m3解下放在物体A的上方,A、B仍处于静止,比较A、B间的摩擦力F1和B与桌面间的摩擦力F2的大小变化情况,下列说法正确的是()A.F1一定变小,F2可能变小B.F1一定变大,F2可能变大C.F1不一定变小,F2可能变小D.F1可能变大,F2可能变大答案:A8.图2-2-23如图2-2-23所示,甲物体在水平外力F的作用下静止在乙物体上,乙物体静止在水平面上.现增大外力F,两物体仍然静止,则下列说法正确的是()A.乙对甲的摩擦力一定增大B.乙对甲的摩擦力方向一定沿斜面向上C.乙对地面的摩擦力一定增大D.乙对地面的压力一定增大解析:若未增大F时甲受到的静摩擦力向上,则增大F后甲受到的静摩擦力向上可以但减小,A项错误;F增大到一定的值时使甲有向上运动的趋势,此时乙对甲的摩擦力则沿斜面向下,B项错误;由整体法可知,地面对乙的摩擦力与F等大反向,因此F增大,地面对乙的摩擦力增大,即乙对地面的摩擦力也增大,C项正确;整体分析可知,地面对乙的支持力始终等于系统的总重力,因此乙对地面的压力也保持不变,D项错误.答案:C9.图2-2-24如图2-2-24所示,粗糙的斜面体M放在粗糙的水平地面上,物块m恰好能在斜面体上沿斜面匀速下滑,斜面体静止不动,若用平行斜面向下的力推动物块,使物块加速下滑,则斜面体()A.受地面的摩擦力的大小为零B.受地面的摩擦力的方向水平向右C.受地面的摩擦力的方向水平向左D.在F作用下,斜面体可能沿水平地面向右运动解析:没有推力作用在物块上时,M受重力、地面支持力、m对它的压力、m对它的滑动摩擦力,当施加F后,M所受四个力均没有发生变化.故选A.答案:A10.图2-2-25(2010·湖北省“三校联合体”联考)如图2-2-25所示,一质量为M、倾角为θ的斜面体放在水平地面上,质量为m的小木块(可视为质点)放在斜面上,现一平行于斜面的、大小恒定的拉力F作用于小木块,拉力在斜面所在的平面内绕小木块旋转一周的过程中,斜面体和小木块始终保持静止状态.下列说法中正确的是()A.小木块受到斜面的最大静摩擦力为F2+(mg sin θ)2B.小木块受到斜面的最大静摩擦力为F+mg sin θC.斜面体受到地面的最大静摩擦力为FD.斜面体受到地面的最大静摩擦力为F cos θ解析:由于小木块始终保持静止,因此在斜面上,小木块沿斜面方向受到的拉力、静摩擦力及重力沿斜面向下的分力三者平衡,因此当F沿斜面向上时静摩擦力最大,为F+mg sin θ,对小木块和斜面体两者的整体分析,当F水平时,斜面体受到地面的静摩擦力最大为F.答案:BC11.图2-2-26如图2-2-26所示,在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:(1)物体所受的摩擦力;(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(2)若用原长为10 cm,劲度系数为3.1×103 N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?(取g=10 m/s2)解析:图a(1)物体静止在斜面上受力分析如图a所示,则物体受到的静摩擦力F f=mg sin 37°代入数据得F f=5×10×sin 37° N=30 N,摩擦力方向为沿斜面向上(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时,如图b所示,弹簧拉力设为F,伸长量为x,则F=k x图bF=mg sin 37°+F滑F滑=μmg cos 37°弹簧最终长度l=l0+x,由以上方程解得l=12 cm.答案:(1)30 N,方向沿斜面向上(2)12 cm12.图2-2-27如图2-2-27所示,A、B两物体叠放在水平地面上,已知A、B的质量分别均为m A =10 kg,m B=20 kg,A、B之间,B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5.一轻绳一端系住物体A,另一端系于墙上,绳与竖直方向的夹角为37°,今欲用外力将物体B匀速向右拉出,求所加水平力F的大小,并画出A、B的受力分析图.(取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)解析:A、B的受力分析如右图所示对A应用平衡条件T sin 37°=Ff1=μF N1①T cos 37°+F N1=m A g②=60 N联立①、②两式可得:F N1=3m A g4μ+3Ff1=μF N1=30 N对B用平衡条件F=Ff1′+Ff2=Ff1′+μF N2=Ff1+μ(F N1+m B g)=2Ff1+μm B g=160 N 答案:160 N图见解析。
【师说】2021高考物理一轮复习重力弹力摩擦力课后练习(2021新题,含解析)
【师说】2021高考物理一轮复习重力弹力摩擦力课后练习(2021新题,含解析)一、选择题1.如图所示,物体B 叠放在物体A 上,A 、B 的质量均为m ,且上、下表面均与斜面平行,它们以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C 匀速下滑,则( )A .A 、B 间没有静摩擦力B .A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向上C .A 受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθD .A 与B 间的动摩擦因数μ=tanθ解析 当A 、B 以共同速度沿倾角为θ的固定斜面C 匀速下滑时,A 受到斜面的滑动摩擦力大小为2mgsinθ,C 正确;A 对B 的摩擦力等于B 的重力沿斜面方向的分力,A 错误;由牛顿第三定律,A 受到B 的静摩擦力方向沿斜面向下,B 错误;A 与B 的摩擦力是静摩擦力,故不能确定A 、B 之间的动摩擦因数,D 错误.答案 C2.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2 m ,它们的下端固定在地面上,而上端自由,如图甲所示.当加力压缩此组合弹簧时,测得力和弹簧压缩距离之间的关系如图乙所示,则两弹簧的劲度系数分别是(设大弹簧劲度系数为k1,小弹簧劲度系数为k2)( )A .k1=100 N/m ,k2=200 N/mB .k1=200 N/m ,k2=100 N/mC .k1=100 N/m ,k2=300 N/mD .k1=300 N/m ,k2=200 N/m解析 依照F -x 图象的斜率可求得,k1=20 N m =100 N/m ,k1+k2=50 N -20 N m - m=300 N/m ,因此k2=200 N/m ,选项A 正确.答案 A3.如图所示,有一重力不计的长方形容器,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,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( )A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐步增大C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐步增大解析依照平稳条件可知,容器受到的摩擦力等于重力,因此容器受到的摩擦力逐步增大,即A错误、B正确;容器受到墙面的弹力大小等于水平力F的大小,当F较大,容器与墙面之间的最大静摩擦力始终大于其重力时,水平力F可能不变,即C正确、D错误.答案BC4.如图所示,小球C置于光滑的半球形凹槽B内,B放在长木板A上,整个装置处于静止状态.现缓慢减小A的倾角θ,下列说法正确的是( )A.A受到的压力逐步变大B.A受到的摩擦力逐步变大C.C对B的压力逐步变大D.C受到三个力的作用解析对B、C整体进行受力分析,可得A受到的压力为N=(mB+mC)gcosθ,摩擦力大小为f=(mB+mC)gsinθ,在缓慢减小A的倾角θ的过程中,N增大,f减小,因此A正确、B错误;对C进行研究可知C只受重力和B对C的支持力,依照二力平稳条件可知C对B的压力不变,因此C、D均错.答案 A5.如图所示,质量为M的小车放在光滑的水平地面上,右面靠墙,小车的上表面是一个光滑的斜面,斜面的倾角为α,当地重力加速度为g,那么当有一个质量为m的物体在那个斜面上自由下滑时,小车对右侧墙壁的压力大小是( )A.mgsinαcosαB.Mmgsinαcosα/(M+m)C.mgtanαD.Mmgtanα/(M+m)解析质量为m的物体在那个斜面上自由下滑时,物体对斜面的压力等于mgcosα.隔离小车,分析其受力情形,由平稳条件可得,墙壁对小车向左的弹力等于mgsinαcosα.由牛顿第三定律可得,小车对右侧墙壁的压力大小是mgsinαcosα,选项A 正确.答案 A 6.如图所示,一个质量为m 的滑块静止于倾角为30°的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P 点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30°,则( )A .滑块可能受到三个力作用B .弹簧一定处于压缩状态C .斜面对滑块的支持力大小可能为零D .斜面对滑块的摩擦力大小一定等于12mg 解析 假设没有弹簧同时斜面足够粗糙,滑块也可能静止在题图所示位置,因此弹簧可能处于原长状态,现在滑块受到三个力的作用,选项A 正确、B 错误;假如斜面对滑块的支持力大小为零,那么斜面与滑块之间确信没有摩擦力,滑块只受到竖直向下的重力和沿弹簧方向的拉力,二力不可能平稳,因此斜面对滑块的支持力大小不可能为零,选项C 错误;依照滑块沿斜面方向上的平稳条件可知,斜面对滑块的摩擦力大小一定等于12mg ,选项D 正确. 答案 AD7.如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力( )A .等于零B .不为零,方向向右C .不为零,方向向左D .不为零,v0较大时方向向左,v0较小时方向向右解析 本题考查整体法和隔离法分析物体的受力问题,意在考查考生对差不多模型和差不多方法的把握情形.因为物块匀速下滑而斜面体静止,可知两者受力差不多上平稳的,因此把它们当做一个整体,可知水平方向上不受摩擦力,A 项对.答案 A如图所示,光滑水平地面上的小车质量为M ,站在小车水平底板上的人质量为m ,且m≠M.人用一根跨过定滑轮的绳子拉小车,定滑轮上下两侧的绳子都保持水平,不计绳与滑轮之间的摩擦.在人和车一起向右加速运动的过程中,下列说法正确的是( )A .人受到向左的摩擦力B.人受到向右的摩擦力C.人拉绳的力越大,人和车的加速度越大D.人拉绳的力越大,人对车的摩擦力越大解析设绳子对人的拉力为FT,人所受车的摩擦力为Ff人,方向与绳子对人的拉力方向一致.则对人和车组成的系统由牛顿第二定律可知加速度a=2FT m+M,拉力FT越大,系统的加速度越大,C正确;对人进行受力分析知FT+Ff人=ma,得Ff人=m-Mm+MFT,由于m、M大小未知,因此人所受车对其摩擦力的方向未知,但拉力FT越大,摩擦力越大,D正确.答案CD9.如图所示,质量为m的小球置于倾角为30°的光滑斜面上,劲度系数为k的轻弹簧,一端系在小球上,另一端固定在P点.小球静止时,弹簧与竖直方向的夹角为30°,则弹簧的伸长量为( )解析对小球受力分析如图所示;由力的合成可知,FN和F的合力与重力mg等大反向,由几何关系可知F=mg2cos30°=3mg3,又由胡克定律得F=kx,解得x=3mg3k,C正确.答案 C10.如图所示,将一轻质弹簧的一端固定在铁架台上,然后将最小刻度是毫米的刻度尺竖直放在弹簧一侧,刻度尺的0刻线与弹簧上端对齐,使弹簧下端的指针恰好落在刻度尺上.当弹簧下端挂一个50 g的砝码时,指针示数为L1= cm,当弹簧下端挂两个50 g的砝码时,指针示数为L2=取 m/s2.由此可知( )A .弹簧的原长是1.70 cmB .仅由题给数据无法获得弹簧的原长C .弹簧的劲度系数是28 N/mD .由于弹簧的原长未知,无法算出弹簧的劲度系数解析 设弹簧原长为L0,由胡克定律得k(L1-L0)=mg ,k(L2-L0)=2mg ,解得L0= cm ,k =29 N/m ,A 正确.答案 A二、非选择题如图所示,斜面倾角为θ=30°,一个重20 N 的物体在斜面上静止不动.弹簧的劲度系数为k =100 N/m ,原长为10 cm ,现在的长度为6 cm.(1)试求物体所受的摩擦力大小和方向.(2)若将那个物体沿斜面上移6 cm ,弹簧仍与物体相连,下端仍固定,物体在斜面上仍静止不动,那么物体受到的摩擦力的大小和方向又如何呢?解析 (1)设物体所受的摩擦力大小为f1,方向沿斜面向上,对物体m 进行受力分析,则有f =mgsinθ-F ,由于F =kx1=4N ,故f1=20 N×12-4 N =6 N ,方向沿斜面向上. (2)若将物体上移,设物体所受的摩擦力大小为f2,方向沿斜面向上,则再对物体进行受力分析可得:f2=mgsinθ+F′,由于F′=kx2=100 N/m m - m)=2 N ,故f2=20 N×12-2 N =12 N ,方向沿斜面向上. 答案 (1)6 N ,方向沿斜面向上 (2)12 N ,方向沿斜面向上12.[2020·池州模拟]如图所示,原长分别为L1和L2,劲度系数分别为k1和k2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,两弹簧之间有一质量为m1的物体,最下端挂着质量为m2的另一物体,整个装置处于静止状态.(1)求这时两弹簧的总长.(2)若用一个质量为M 的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板对物体m2的支持力大小.解析 (1)设上面弹簧的伸长量为Δx1,下面弹簧的伸长量为Δx2,由物体的平稳及胡克定律得,k1Δx1=(m1+m2)g ,Δx1=m1+m2g k1,k2Δx2=m2g ,Δx2=m2g k2 因此总长为L =L1+L2+Δx1+Δx2=L1+L2+m1+m2g k1+m2g k2. (2)要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,必须是上面弹簧伸长Δx,下面弹簧缩短Δx.对m2:FN =k2Δx+m2g对m1:m1g =k1Δx+k2ΔxFN =m2g +k2k1+k2m1g. 答案 (1)L1+L2+m1+m2g k1+m2g k2 (2)m2g +k2k1+k2m1g 13.[2020·苏州模拟]如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜面悬挂着,两弹簧之间有一质量为m1的重物,最下端挂一质量为m2的重物,现用力F 沿斜面向上缓慢推动m2,当两弹簧的总长等于两弹簧原长之和时,试求:(1)m1、m2各上移的距离.(2)推力F 的大小.解析 (1)没加推力时:k2x2=m2gsinθk2x2+m1gsinθ=k1x1加上推力后,当两弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时,k1的伸长量与k2的压缩量均为x ,对m1受力分析可得:k1x +k2x =m1gsinθ因此m1上移的距离d1=x1-x =m1+m2gsinθk1-m1gsinθk1+k2m2上移的距离d2=x2+x +d1=x2+x1=m2gsinθk2+m1+m2gsinθk1. (2)分析m2的受力情形,有:F =m2gsinθ+k2x =m2gsinθ+k2m1gsinθk1+k2. 答案 (1)m1+m2gsinθk1-m1gsinθk1+k2m2gsinθk2+m1+m2gsinθk1(2)m2gsinθ+k2m1gsinθk1+k2。
2014年《步步高》高三物理一轮复习第二章 第1讲 重力 弹力 摩擦力(人教版)
第二章 相互作用第1讲 重力 弹力 摩擦力时间:60分钟一、单项选择题1.关于由滑动摩擦力公式F f =μF N 推出的μ=F f F N,下列说法正确的是( ). A .动摩擦因数μ与摩擦力F f 成正比,F f 越大,μ越大B .动摩擦因数μ与正压力F N 成反比,F N 越大,μ越小C .μ与F f 成正比,与F N 成反比D .μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定解析 动摩擦因数μ的大小由接触面的粗糙程度及材料决定,与摩擦力F f 和压力F N 无关,一旦材料和接触面的情况确定了,动摩擦因数μ也就确定了. 答案 D2.(2013·揭阳模拟)如图2-1-13所示,物体P 放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长.若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F 向右拉P ,直到拉动,那么在P 被拉动之前的过程中,弹簧对P 的弹力F T 的大小和地面对P 的摩擦力F f 的大小的变化情况是有不逮 ( ).A .弹簧对P 的弹力F T 始终增大,地面对P 的摩擦力始终减小B .弹簧对P 的弹力F T 保持不变,地面对P 的摩擦力始终增大C .弹簧对P 的弹力F T 保持不变,地面对P 的摩擦力先减小后增大D .弹簧对P 的弹力F T 先不变后增大,地面对P 的摩擦力先增大后减小图2-1-13解析物体P始终静止不动,故弹簧的形变量没有变化,弹力F T保持不变.由力平衡知F=F f-F T,力F逐渐增大时,F f也逐渐增大,故选项B正确.答案 B3.质量为m的物体在水平面上,在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下,从静止开始沿水平面运动,如图2-1-14所示,若物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则物体().A.在F1的反方向上受到F f1=μmg的摩擦力B.在F2的反方向上受到F f2=μmg的摩擦力C.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f=2μmgD.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f=μmg答案 D4.如图2-1-15所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙的传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1<v2),绳中的拉力分别为F1、F2,则下列说法正确的是().A.物体受到的摩擦力F f1<F f2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1=F2D.传送带速度足够大时,物体受到的摩擦力可为0解析物体的受力如图所示,滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡,因此方向向左,B错;设绳与水平方向成θ角,则F cos θ-μF N=0,F N+F sin θ-mg=0,解得F=μmgcos θ+μsin θ,恒定不变,C正确;滑动摩擦力F f=F cos θ=μmg cos θcos θ+μsin θ也不变,A、D错.图2-1-14图2-1-15答案 C5.如图2-1-16所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的边长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是( ).A .无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B .盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C .盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D .盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力解析 先以盒子和小球组成的系统为研究对象,无论上滑还是下滑,用牛顿第二定律均可求得系统的加速度大小为a =g sin α,方向沿斜面向下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a =g sin α,方向沿斜面向下,小球沿斜面向下的重力分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要左、右侧面提供弹力.答案 A6.(2013·六安质量检测)如图2-1-17所示,楔形物块a 固定在水平地面上,在其斜面上静止着小物块b .现用大小一定的力F 分别沿不同方向作用在小物块b 上,小物块b 仍保持静止,如下图所示.则a 、b 之间的静摩擦力一定增大的是 ( ).图2-1-16图2-1-17解析 未加力F 前对b 进行受力分析可知,b 受沿斜面向上的静摩擦力.A 中加力F 后,静摩擦力一定增大;B 、C 中加力F 后,静摩擦力可能减小,B 、C 错;D 中加力F 后,静摩擦力不变,D 错.A 选项正确.答案 A二、多项选择题7.如图2-1-18所示,在一张大桌子上放两个平面镜M 和N ,让一束光依次被两面镜子反射,最后射到墙上,形成一个光点P .用力压桌面,观察墙上光点位置的变化.下列说法中正确的是 ( ).A .F 增大,P 上移B .F 增大,P 下移C .F 减小,P 下移D .F 减小,P 上移解析 本题考查微小形变的放大法.当力F 增大时,两镜面均向里倾斜,使入射角减小,经两次累积,使反射光线的反射角更小,光点P 下移;反之,若力F 减小,光点P 上移.所以,选项B 、D 正确.答案 BD8.(2011·山东卷,19)如图2-1-19所示,将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁.开始时a 、b 均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力F fa ≠0,b 所受摩擦力F fb =0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间 ( ).图2-1-19图2-1-18A .F fa 大小不变B .F fa 方向改变C .F fb 仍然为零D .F fb 方向向右解析 右侧绳剪断瞬间,木块b 受到弹簧向左的拉力和向右的摩擦力(因b 在弹簧拉力作用下有向左运动的趋势),故选项C 错误、选项D 正确.木块a 受左侧绳的拉力和弹簧弹力不变(弹簧未来得及形变),故F fa 不变.选项A 正确、选项B 错误.答案 AD9.(多选)(2013·海南琼海一模)如图2-1-20所示,将一物块分成相等的A 、B 两部分靠在一起,下端放置在地面上,上端用绳子拴在天花板上,绳子处于竖直伸直状态,整个装置静止,则( ).A .绳子上拉力可能为零B .地面受的压力可能为零C .地面与物体间可能存在摩擦力D .A 、B 之间可能存在摩擦力解析 经分析,绳子上拉力可能为零,地面受的压力不可能为零,选项A 对、B 错;由于绳子处于竖直伸直状态,绳子中拉力只可能竖直向上,所以地面与B 间不可能存在摩擦力,而A 、B 之间可能存在摩擦力,选项C 错而D 对. 答案 AD10.(多选)如图2-1-21甲所示,一物块在粗糙斜面上,在平行斜面向上的外力F作用下,斜面和物块始终处于静止状态.当外力F 按照图乙所示规律变化时,下列说法正确的是 ( ).图2-1-20图2-1-21A .地面对斜面的摩擦力逐渐减小B .地面对斜面的摩擦力逐渐增大C .物块对斜面的摩擦力可能一直增大D .物块对斜面的摩擦力可能一直减小解析 设斜面的倾角为θ,物块和斜面均处于平衡状态,以物块和斜面作为整体研究,在水平方向上有f =F cos θ,外力不断减小,故地面对斜面的摩擦力不断减小,故A 正确、B 错误.对于物块m ,沿斜面方向:(1)若F 0>mg sin θ,随外力F 不断减小,斜面对物块的摩擦力先沿斜面向下减小为零,再沿斜面向上逐渐增大;(2)若F 0≤mg sin θ,随外力F 不断减小,斜面对物块的摩擦力沿斜面向上不断增大,故C 正确、D 错误.答案 AC11.(多选)A 、B 两物块如图2-1-22叠放,一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑.则( ).A .A 、B 间无摩擦力B .B 与斜面间的动摩擦因数μ=tan αC .A 、B 间有摩擦力,且B 对A 的摩擦力对A 做负功D .B 对斜面的摩擦力方向沿斜面向下解析 选取A 为研究对象,对其受力分析可知,物体A 除了受到竖直向下的重力G A 和垂直A 、B 接触面向上的弹力F N 作用外,肯定还受到平行于A 、B 接触面指向左上方的摩擦力F f 的作用,如图所示.根据受力图可知,B 对A 的摩擦力F f与运动方向之间的夹角小图2-1-22于90°,所以摩擦力F f对A做正功,选项A、C均错误;选取A、B组成的系统为研究对象,该系统始终处于平衡状态,对其受力分析,根据力的平衡条件易得,斜面对整体的滑动摩擦力方向沿斜面向上,根据牛顿第三定律可知B对斜面的摩擦力方向沿斜面向下,故选项D正确;沿斜面方向(m A+m B)g sin α=μ(m A+m B)g cos α,解得μ=tan α,故选项B正确.答案BD12.用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数μ,有如图2-1-23所示的两种装置.(1)为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力,图示装置的两种情况中,木块A是否都要做匀速运动?(2)若木块A做匀速运动,甲图中A、B间的摩擦力大小是否等于拉力F a的大小?(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N,甲图中当物体A被拉动时,弹簧测力计的读数为60 N,拉力F a=110 N,求A、B间的动摩擦因数μ.图2-1-23解析(1)甲图装置中只要A相对B滑动即可,弹簧测力计的拉力大小等于B受到的滑动摩擦力大小;乙图装置中要使弹簧测力计的拉力大小等于A受到的摩擦力大小,A必须做匀速直线运动,即处于平衡状态.(2)甲图中A受B和地面的滑动摩擦力而使A处于匀速运动状态,应是这两个滑动摩擦力的大小之和等于拉力F a的大小.(3)F N=G B=150 N,B所受滑动摩擦力大小等于此时弹簧测力计读数,即为F f=60 N,则由F f=μF N可求得μ=0.4.(注:滑动摩擦力与F a的大小无关,这种实验方案显然优于乙图装置的方案)答案(1)甲图中A可以不做匀速运动,乙图中A必须做匀速运动(2)不等(3)0.4。
2022年物理(新课标)高考总复习第一轮复习教师用书:第二章第一节重力弹力摩擦力 Word版含解析
考试内容要求真题统计命题规律滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力Ⅰ2022·卷甲·T142022·卷乙·T192022·卷丙·T172022·卷Ⅱ·T23高考对该部分出题率较高的学问点有摩擦力、受力分析、共点力的平衡,题型多为选择题.2022年高考对本章内容的考查重点:一是弹力、摩擦力的大小和方向的推断;二是力的合成与分解和共点力的平衡的综合应用.题型连续选择题的形式,以生活中的实际问题为背景考查本章学问和建模力量形变、弹性、胡克定律Ⅰ矢量和标量Ⅰ力的合成和分解Ⅱ共点力的平衡Ⅱ试验二:探究弹力和弹簧伸长的关系试验三:验证力的平行四边形定则第一节重力弹力摩擦力一、重力、弹力1.重力(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力.(2)大小:G=mg.(3)方向:总是竖直向下.(4)重心:由于物体各部分都受重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心.2.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体由于要恢复原状,对与它接触的物体产生力的作用.(2)产生的条件①两物体相互接触;②发生弹性形变.(3)方向:与物体形变方向相反.3.胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹簧的弹力的大小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打算.②x是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度.1.推断正误(1)自由下落的物体所受重力为零.()(2)重力的方向不肯定指向地心.()(3)弹力肯定产生在相互接触的物体之间.()(4)相互接触的物体间肯定有弹力.()(5)F=kx中“x”表示弹簧形变后的长度.()(6)弹簧的形变量越大,劲度系数越大.()(7)弹簧的劲度系数由弹簧自身性质打算.()提示:(1)×(2)√(3)√(4)×(5)×(6)×(7)√二、摩擦力1.两种摩擦力的对比静摩擦力滑动摩擦力定义两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力产生条件(必要条件)(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有相对运动趋势(仍保持相对静止)(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有相对运动大小(1)静摩擦力为被动力,与正压力无关,满足0<F≤F max;(2)最大静摩擦力F max大小与正压力大小有关滑动摩擦力:F=μF N(μ为动摩擦因数,取决于接触面材料及粗糙程度,F N为正压力)方向沿接触面与受力物体相对运动趋势的方向相反沿接触面与受力物体相对运动的方向相反作用点实际上接触面上各点都是作用点,常把它们等效到一个点上,在作力的图示或示意图时,一般把力的作用点画到物体的重心上2.动摩擦因数(1)定义:彼此接触的物体发生相对运动时,摩擦力和正压力的比值,即μ=F fF N.(2)打算因素:接触面的材料和粗糙程度.2.推断正误(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势.()(2)受滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态.()(3)运动的物体不行能受到静摩擦力的作用.()(4)接触处有摩擦力作用时肯定有弹力作用.()(5)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变.()(6)依据μ=F fF N可知动摩擦因数μ与F f成正比,与F N成反比.()提示:(1)×(2)√(3)×(4)√(5)√(6)×弹力的分析与计算【学问提炼】1.弹力的推断(1)弹力有无的推断方法①条件法:依据物体是否直接接触并发生弹性形变来推断是否存在弹力.此方法多用来推断形变较明显的状况.②假设法:对形变不明显的状况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态.若状态不变,则此处不存在弹力;若状态转变,则此处肯定有弹力.③状态法:依据物体的状态,利用牛顿其次定律或共点力平衡条件推断弹力是否存在.(2)弹力方向的推断①依据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反推断.②依据共点力的平衡条件或牛顿其次定律确定弹力的方向.2.弹力大小计算的三种方法(1)依据胡克定律进行求解.(2)依据力的平衡条件进行求解.(3)依据牛顿其次定律进行求解.【典题例析】(2021·黑龙江大庆试验中学模拟)如图所示,在竖直放置的穹形光滑支架上,一根不行伸长的轻绳通过光滑的轻质滑轮悬挂一重物G.现将轻绳的一端固定于支架上的A点,另一端从B点沿支架缓慢地向C点靠近(C点与A点等高).则绳中拉力大小变化的状况是() A.先变小后变大B.先变小后不变C.先变大后不变D.先变大后变小[解析]当轻绳的右端从B点移到直杆最上端时,设两绳的夹角为2θ.以滑轮为争辩对象,分析受力状况,作出受力图如图甲所示:依据平衡条件得2F cos θ=mg,得到绳子的拉力F=mg2cos θ,所以在轻绳的右端从B点移到直杆最上端的过程中,θ增大,cos θ减小,则F变大.当轻绳的右端从直杆最上端移到C点时,如图乙,设两绳的夹角为2α.设绳子总长为L,两直杆间的距离为s,由几何学问得到sin α=sL,L、s不变,则α保持不变.再依据平衡条件可知,两绳的拉力F保持不变.所以绳中拉力大小变化的状况是先变大后不变.C正确.[答案] C1.面面接触、点面接触、球面接触、球球接触的弹力垂直于接触公切面,推断弹力有无时常用假设法来推断.2.对轻绳,弹力方向肯定沿绳收缩的方向.当绳中无结点或通过滑轮绕时,同一根绳上张力相等;若有结点,则当两段绳处理,张力不肯定相等.3.对轻杆,若端点用铰链连接,弹力方向肯定沿杆的方向;若端点固定连接,弹力方向不肯定沿杆方向,由端点物体所受其他力的合力及物体的状态推断和计算.4.对轻弹簧,弹力满足胡克定律且既能产生拉力也可产生支持力,需留意方向的多样性,轻弹簧两端受力始终大小相等,与其运动状态无关.弹簧的弹力不能发生突变.【跟进题组】考向1弹力的有无及方向推断1.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球.当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()A.细绳肯定对小球有拉力的作用B.轻弹簧肯定对小球有弹力的作用C.细绳不肯定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球肯定有弹力D.细绳不肯定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不肯定有弹力解析:选D.若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan α,则轻弹簧对小球无弹力,D正确.考向2胡克定律的应用2.如图所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的状况各不相同:①弹簧的左端固定在墙上;②弹簧的左端受大小也为F的拉力作用;③弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④弹簧的左端拴一小物块,物块在有摩擦的桌面上滑动.若认为弹簧质量都为零,以L1、L2、L3、L4依次表示四个弹簧的伸长量,则有()A.L2>L1B.L4>L3C.L1>L3D.L2=L4解析:选D.弹簧伸长量由弹簧的弹力(F弹)大小打算.由于弹簧质量不计,这四种状况下,F弹都等于弹簧右端拉力F,因而弹簧伸长量均相同,故选D项.摩擦力的分析与计算【学问提炼】1.静摩擦力的有无和方向的推断方法(1)假设法:利用假设法推断的思维程序如下:(2)状态法:先推断物体的状态(即加速度的方向),再利用牛顿其次定律(F=ma)确定合力,然后通过受力分析确定静摩擦力的大小及方向.(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,再依据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向.2.摩擦力大小的计算(1)静摩擦力大小的计算①物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来推断静摩擦力的大小.②物体有加速度时,若只有静摩擦力,则F f=ma.若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力.(2)滑动摩擦力大小的计算:滑动摩擦力的大小用公式F f=μF N来计算,应用此公式时要留意以下几点:①μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;F N为两接触面间的正压力,其大小不肯定等于物体的重力.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关.【典题例析】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(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()[审题指导]找到物体摩擦力的突变“临界点”是解答此题的关键.[解析]设木板与水平面间的夹角增大到θ时,铁块开头滑动,明显当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摩擦力为F f=μmg cos α.通过上述分析知道:α<θ时,静摩擦力随α角增大按正弦函数增大;当α≥θ时,滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小,故C正确.[答案] C1.推断摩擦力方向时应留意的两个问题(1)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必定关系,可能相同,也可能相反,还可能成肯定的夹角.(2)分析摩擦力方向时,要留意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性”,考虑不同方向时的两种状况.2.计算摩擦力大小的三点留意(1)分清摩擦力的性质:静摩擦力或滑动摩擦力.(2)只有滑动摩擦力才能用计算公式F f =μF N ,留意动摩擦因数μ,其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关,F N 为两接触面间的正压力,不肯定等于物体的重力.静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿定律来求解.(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面积的大小无关. 【跟进题组】考向1 摩擦力的有无及方向的推断1.如图所示,某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包,现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上,与传送带一起斜向上匀速运动,其间突遇故障,传送带减速直至停止.若上述匀速和减速过程中,麻袋包与传送带始终保持相对静止,则下列说法正确的是( )A .匀速运动时,麻袋包只受重力与支持力作用B .匀速运动时,麻袋包受到的摩擦力肯定沿传送带向上C .减速运动时,麻袋包受到的摩擦力肯定沿传送带向下D .减速运动时,麻袋包受到的摩擦力肯定沿传送带向上解析:选B.传送带匀速运动时,麻袋包受力平衡,麻袋包除受重力、垂直传送带向上的支持力外,还要受沿斜面对上的摩擦力的作用,A 错误、B 正确,传送带向上减速运动时,麻袋包的加速度沿斜面对下,设传送带倾角为θ,麻袋包的加速度大小为a .当a =g sin θ时,摩擦力为零;当a >g sin θ时,摩擦力沿传送带向下;当a <g sin θ时,摩擦力沿传送带向上,C 、D 错误.考向2 静摩擦力的分析与计算2.(2021·高考山东卷)如图所示,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块A (A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知A 与B间的动摩擦因数为μ1,A 与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量的比值为( )A.1μ1μ2B .1-μ1μ2μ1μ2C.1+μ1μ2μ1μ2D .2+μ1μ2μ1μ2解析:选B.B 恰好不下滑时,μ1F =m B g ,A 恰好不滑动,则F =μ2(m A g +m B g ),所以m A m B =1-μ1μ2μ1μ2,选项B 正确.考向3 滑动摩擦力的分析与计算3.如图所示,斜面为长方形的斜面体倾角为37°,其长为0.8 m ,宽为0.6 m .一重为20 N 的木块原先在斜面体上部,当对它施加平行于AB 边的恒力F 时,刚好使木块沿对角线AC 匀速下滑,求木块与斜面间的动摩擦因数μ和恒力F 的大小.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)解析:木块在斜面上的受力示意图如图所示,由于木块沿斜面对下做匀速直线运动,由平衡条件可知: F =mg sin 37°·tan α =20×0.6×0.60.8 N =9 N木块受到的摩擦力为 F f =(mg sin 37°)2+F 2 =(20×0.6)2+92 N =15 N由滑动摩擦力公式得μ=F fF N=F f mg cos 37°=1520×0.8=1516.答案:15169 N摩擦力的“突变”问题【学问提炼】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,假如物体仍旧保持静止状态,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,假如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”.【典题例析】(多选)如图所示,将两相同的木块a 、b 置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳系于墙壁.开头时a 、b 均静止,弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受摩擦力F f a ≠0,b 所受摩擦力F f b =0.现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间( )A .F f a 大小不变B.F f a方向转变C.F f b仍旧为零D.F f b方向向右[审题指导]解答本题应留意两个条件:(1)粗糙水平面;(2)剪断瞬间.在瞬间变化时,轻绳的弹力可以发生突变,而弹簧的弹力不发生变化.[解析]剪断右侧绳的瞬间,右侧绳上拉力突变为零,而弹簧对两木块的拉力没有发生突变,与原来一样,所以b相对地面有向左的运动趋势,受到静摩擦力F f b方向向右,C错误、D正确.剪断右侧绳的瞬间,木块a受到的各力都没有发生变化,A正确、B错误.[答案]AD【跟进题组】考向1静—静“突变”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,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为()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:选C.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 fmax≥8 N.当撤去力F1后,F2=2 N<F fmax,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.考向2动—静“突变”2.如图所示,把一重为G的物体,用一水平方向的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从t=0开头物体所受的摩擦力F f随t的变化关系是下图中的()解析:选B.物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力F f的作用,由于F f从零开头均匀增大,开头一段时间F f<G,物体加速下滑;当F f=G时,物体的速度达到最大值;之后F f>G,物体向下做减速运动,直至减速为零.在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为F f=μF N =μF=μkt,即F f与t成正比,是一条过原点的倾斜直线.当物体速度减为零后,滑动摩擦力突变为静摩擦力,其大小F f=G,所以物体静止后的图线为平行于t轴的直线.正确答案为B.考向3动—动“突变”3.传送带以恒定的速率v=10 m/s运动,已知它与水平面成α=37°,如图所示,PQ =16 m,将一个小物体无初速度地放在P点,小物体与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,问当传送带逆时针转动时,小物体运动到Q点的时间为多少?解析:当传送带逆时针转动时,对物体受力分析:重力mg、支持力N和摩擦力f(方向向下)则由牛顿其次定律有:mg sin α+μmg cos α=ma1代入数据解得a1=10 m/s2(方向沿斜面对下)故当经过时间t=1 s后,物体的速度与传送带相同.此时物体运动了5 m则在此后的过程中摩擦力f的方向向上则由牛顿其次定律有:mg sin α-μmg cos α=ma2代入数据解得a2=2 m/s2(方向沿斜面对下)在由运动学公式L=v t+12a2t2解得t=1 s(另一个解舍去)故综上所述总用时为t=(1+1) s=2 s.答案:见解析1.如图所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等,盒子沿倾角为α的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是()A.无论盒子沿斜面上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力解析:选A.先以盒子和小球组成的系统为争辩对象,无论上滑还是下滑,用牛顿其次定律均可求得系统的加速度大小为a =g sin α,方向沿斜面对下,由于盒子和小球始终保持相对静止,所以小球的加速度大小也是a=g sin α,方向沿斜面对下,小球重力沿斜面对下的分力大小恰好等于所需的合外力,因此不需要盒子的左、右侧面供应弹力.故选项A正确.2.(多选)如图所示,用滑轮将质量为m 1、m 2的两物体悬挂起来,忽视滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0°<θ<180°,整个系统处于平衡状态,关于m 1、m 2的大小关系应为( )A .m 1必大于m 2B .m 1必大于m 22C .m 1可能等于m 2D .m 1可能大于m 2解析:选BCD.结点O 受三个力的作用,如图所示,系统平衡时F 1=F 2=m 1g ,F 3=m 2g ,所以2m 1g cos θ2=m 2g ,m 1=m 22cosθ2,所以m 1必大于m 22.当θ=120°时,m 1=m 2;当θ>120°时,m 1>m 2;当θ<120°时,m 1<m 2,故B 、C 、D 选项正确.3.(2021·忻州四校联考)完全相同且质量均为m 的物块A 、B 用轻弹簧相连,置于带有挡板C 的固定斜面上.斜面的倾角为θ,弹簧的劲度系数为k .初始时弹簧处于原长,A 恰好静止.现用一沿斜面对上的力拉A ,直到B 刚要离开挡板C ,则此过程中物块A 的位移大小为(弹簧始终处于弹性限度内)( )A.mgk B .mg sin θkC.2mg kD .2mg sin θk解析:选D.初始时弹簧处于原长,A 恰好静止,依据平衡条件,有:mg sin θ=F f ,B 刚要离开挡板C 时,弹簧拉力等于物块B 重力沿斜面对下的分力和最大静摩擦力之和,即kx =mg sin θ+F f .解得:x =2mg sin θk.4.(高考广东卷)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P 在支撑点M 、N处受力的方向,下列说法正确的是( )A .M 处受到的支持力竖直向上B .N 处受到的支持力竖直向上C .M 处受到的静摩擦力沿MN 方向D .N 处受到的静摩擦力沿水平方向解析:选A.支持力的方向垂直于支持面,因此M 处受到的支持力垂直于地面竖直向上,N 处受到的支持力过N 垂直于切面,A 项正确、B 项错误;静摩擦力方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反,因此M 处的静摩擦力沿水平方向,N 处的静摩擦力沿MN 方向,C 、D 项都错误.5.如图所示为武警战士用头将四块砖顶在墙上苦练头功的照片.假设每块砖的质量均为m ,砖与墙面、砖与头间的动摩擦因数均为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.要使砖恰好静止不动,则武警战士的头对砖施加的水平力为( )A.mg μB.2mg μC.3mgμD .4mg μ解析:选B.以四块砖为争辩对象,进行受力分析.砖恰好静止不动,则砖所受到的摩擦力刚好与其重力相等,即f 1+f 2=4mg ,又f 1=f 2=μF ,联立两式可得F =2mg μ,即武警战士施加的水平力为F =2mg μ,选项B 正确.6.如图所示,有一半径为r =0.2 m 的圆柱体绕竖直轴OO ′以ω=9 rad/s 的角速度匀速转动.今用力F 将质量为1 kg 的物体A 压在圆柱侧面,使其以v 0=2.4 m/s的速度匀速下降.若物体A 与圆柱面的动摩擦因数μ=0.25,求力F 的大小.(已知物体A 在水平方向受光滑挡板的作用,不能随圆柱体一起转动,重力加速度g 取10 m/s 2)解析:在水平方向上圆柱体有垂直纸面对里的速度,A 相对圆柱体有垂直纸面对外的速度为v ′,v ′=ωr =1.8 m/s ;在竖直方向上有向下的速度v 0=2.4 m/s.A 相对于圆柱体的合速度为v =v 20+v ′2=3 m/s ,合速度与竖直方向的夹角为θ,则 cos θ=v 0v =45,A 做匀速运动,竖直方向受力平衡,有 F f cos θ=mg ,得F f =mgcos θ=12.5 N , 另F f =μF N ,F N =F ,故F =F fμ=50 N.答案:50 N一、单项选择题1.如图所示,人向右匀速推动水平桌面上的长木板,在木板翻离桌面以前,则()A.木板露出桌面后,推力将渐渐减小B.木板露出桌面后,木板对桌面的压力将减小C.木板露出桌面后,桌面对木板的摩擦力将减小D.推力、压力、摩擦力均不变解析:选D.在木板翻离桌面以前,由其竖直方向受力分析可知,桌面对木板的支持力等于重力,所以木板所受到的摩擦力不变,又由于长木板向右匀速运动,所以推力等于摩擦力,不变.综上所述,选项D正确.2.如图所示,一倾角为45°的斜面固定于墙角,为使一光滑的铁球静止于图示位置,需加一水平力F,且F通过球心.下列说法正确的是()A.球肯定受墙水平向左的弹力B.球可能受墙水平向左的弹力C.球肯定受斜面通过铁球重心的弹力D.球可能受垂直于斜面对上的弹力解析:选B.F的大小合适时,球可以静止在无墙的斜面上,F增大时墙才会对球有弹力,所以选项A错误,B正确;斜面对球必需有斜向上的弹力才能使球不下落,该弹力方向垂直于斜面但不肯定通过球的重心,所以选项C、D错误.3.(2021·聊城模拟)小车上固定一根弹性直杆A,杆顶固定一个小球B(如图所示),现让小车从光滑斜面上自由下滑,在下图的状况中杆发生了不同的形变,其中正确的是()解析:选C.小车在光滑斜面上自由下滑,则加速度a=g sin θ(θ为斜面的倾角),由牛顿其次定律可知小球所受重力和杆的弹力的合力沿斜面对下,且小球的加速度等于g sin θ,则杆的弹力方向垂直于斜面对上,杆不会发生弯曲,C正确.4.如图所示,放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B,A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧.A、B均处于静止状态,下列说法正确的是()A.B受到向左的摩擦力B.B对A的摩擦力向右C.地面对A的摩擦力向右D.地面对A没有摩擦力解析:选D.以物体B为争辩对象,物体B受弹簧向左的弹力,又因物体B处于静止状态,故受物体A 对它向右的摩擦力,所以A错误;依据牛顿第三定律可知,物体B对物体A的摩擦力向左,所以B错误;把物体A、B视为一整体,水平方向没有运动的趋势,故物体A不受地面的摩擦力,所以C错误,D正确.5.(2021·天津模拟)如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板始终静止,那么木板受到地面的摩擦力大小为()A.μ1Mg B.μ2mgC.μ1(m+M)g D.μ1Mg+μ2mg解析:选B.由于木块对木板的摩擦力大小为μ2mg,方向水平向右,而木板静止,所以地面给木板的静摩擦力水平向左,大小为μ2mg,选项B正确.6.(2021·湖北黄冈模拟)如图甲所示,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力为F f1;如图乙所示,若对该物块施加一平行于斜面对下的推力F1使其加速下滑,则地面对斜劈的摩擦力为F f2;如图丙所示,若对该物块施加一平行于斜面对上的推力F2使其减速下滑,则地面对斜劈的摩擦力为F f3;如图丁所示,若对该物块施加一与斜面成30°斜向下的推力F3使其沿斜面下滑,则地面对斜劈的摩擦力为F f4.下列关于F f1、F f2、F f3和F f4大小及其关系式中正确的是()A.F f1>0 B.F f2<F f3C.F f2<F f4D.F f3=F f4解析:选D.由题图甲可知,斜劈和物块都平衡,对斜劈和物块整体进行受力分析知地面对斜劈的摩擦力为零.不论物块受力状况和运动状态如何,只要物块沿斜面下滑,物块对斜面的摩擦力与压力的合力总是竖直向下的,所以有F f1=F f2=F f3=F f4=0,即只有选项D正确.7.(2021·安徽名校联考)如图甲所示,斜面体固定在水平面上,斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态,拉力F在如图乙所示的范围内变化,取沿斜面对上为正方向.则物块所受的摩擦力F f与时间t的关系正确的是()解析:选B.物块在重力、斜面支持力、斜面摩擦力和拉力F共同作用下处于平衡状态,所以开头时,摩。
高考物理一轮复习 第二章 相互作用 第2节 摩擦力
权掇市安稳阳光实验学校第2节摩擦力(1)摩擦力总是阻碍物体的运动或运动趋势。
(×)(2)受静摩擦力作用的物体一定处于静止状态。
(×)(3)受滑动摩擦力作用的物体,可能处于静止状态。
(√)(4)接触处有摩擦力作用时一定有弹力作用。
(√)(5)接触处的摩擦力一定与弹力方向垂直。
(√)(6)两物体接触处的弹力越大,滑动摩擦力越大。
(×)(7)两物体接触处的弹力增大时,接触面间的静摩擦力大小可能不变。
(√)突破点(一) 静摩擦力的有无及方向判断[典题先试]1.(2017·遵义期中)如图所示,质量为m的物体A以一定的初速度v沿粗糙斜面上滑,物体A在上滑过程中受到的力有( )A.向上的冲力、重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力B.重力、斜面的支持力、沿斜面向下的摩擦力C.重力、对斜面的正压力、沿斜面向下的摩擦力D.重力、斜面的支持力、下滑力解析:选B 地球表面的一切物体均受重力,故物体必受重力;物体与斜面相互挤压,故斜面对物体一定有支持力,方向垂直于斜面向上;物体相对于粗糙斜面向上滑动,一定与斜面体有摩擦力,摩擦力阻碍物体间的相对滑动,物体相对于斜面向上滑动,故一定受到沿斜面向下的滑动摩擦力;物体依靠惯性运动,没有向上的冲力,也找不到施力物体,重力有使物体下滑的趋势,无下滑力,同样也找不到施力物体;故选B。
2.(2014·广东高考)如图所示,水平地面上堆放着原木。
关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是( )A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向解析:选A M处支持力方向垂直于地面,因此竖直向上,A项正确;N处的支持力方向垂直于原木P,B项错误;M处受到的静摩擦力方向平行于地面,C项错误;N处受到的静摩擦力方向平行于原木P,D项错误。
3.(多选)(2017·南京模拟)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。
高考物理一轮复习——摩擦力专题练习
摩擦力1.关于摩擦力和弹力,下列说法正确的是( )A.有弹力一定有摩擦力B.静止的物体可能受到滑动摩擦力C.摩擦力大小跟弹力大小一定成正比D.摩擦力方向跟弹力方向可以不垂直2.下面关于摩擦力的说法正确的是( )A.相对运动的物体间一定有摩擦力B.摩擦力的大小跟压力成正比C.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的运动方向相反D.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反3.关于静摩擦力,下列说法正确的是( )A.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值B.静摩擦力总是阻碍物体的运动C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反D.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力4.关于摩擦力,有人总结了“四条不一定”,下列说法错误的是( )A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B.静摩擦力的方向不一定与物体的运动方向共线C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力5.如图所示,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离x,同时车上的物体A 相对车向左滑行L,此过程中物体A 受到的摩擦力方向如何?该摩擦力是动力还是阻力( )A.水平向左,阻力B.水平向左,动力C.水平向右,阻力D.水平向右,动力6.如图所示,ABCD 为一倾角030=θ的粗糙斜面,其中AD 与BC 边平行,斜面上有一质量kg m 0.1=的滑块,当对滑块施加一个与AD 边平行的拉力N F 5=时,滑块恰能在斜面上做匀速直线运动,取重力加速度2/10s m g =,则滑块与斜面间的动摩擦因数为( ) A.23 B.36 C.33 D.3 7.物体A 的质量为kg 1,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数2.0=μ,从0=t 开始,物体以一定的初速度v 向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为N F 10=的作用力,则反映物体受到的摩擦力F 随时间变化的图象是下图中的(取向右为正方向,2/10s m g =)( )8.(多选)如图甲所示,用水平力F 拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从0=t 时刻起水平力F 的大小随时间均匀减小,到1t 时刻F 减小为零,物体所受的摩擦力f F 随时间t 变化的图象可能是图乙中的( )9.如图所示,一木板B 放在水平地面上,木块A 放在B 的上面,A 的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用力F 向左拉B,使B 以速度v 向左匀速运动,这时轻质弹簧的拉力为T,则下列说法正确的是( )A.木板B 所受地面的滑动摩擦力的大小等于FB 地面受到的滑动摩擦力的大小等于FC.若木板以2v 的速度运动,木块受到的摩擦力大小为2TD.若用2F 的力作用在木板B 上,木块受到的摩擦力不变10.(多选)如图所示,质量为m 的木块在质量为M 的长木板上受到向右的拉力F 的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为1μ,木板与地面间的动摩擦因数为2μ下列说法正确的是( )A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是mg 1μB.木板受到地面的摩擦力的大小一定是g M m )(2+μgC.当g M m F )(2+>μ时,木板便会开始运动D.无论怎样改变F 的大小,木板都不可能运动11.把一个重为G 的物体,用一个水平力kt F =(k 为恒量,t 为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,如图所示,从0=t 开始物体所受的摩擦力F 随t 的变化关系是( )12. (多选)如图所示,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,则下列说法正确的是( )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13. 如图所示,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( ).A.A 、C 间的摩擦力大小一定等于mg μB.A 、B 、C 有可能一起向右做匀速直线运动C.A 、B 间的摩擦力大小不可能等于FD.不管F 多大,木板B 一定会保持静止14.如图所示,C 是水平地面,A 、B 是两个长方形物体,F 是作用在物体B 上沿水平方向的力,物体A 和B 以相同的速度做匀速直线运动,由此可知,A 、B 间的动摩擦因数1μ和B 、C 间的动摩擦因数2μ有可能是( )A.0,021==μμB.0,021≠=μμC.0,021=≠μμD.0,021≠≠μμ15.如图所示,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,若再用一个从零开始缓慢增大的水平力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1F 和对A 的摩擦力2F 的变化情况是( )A.1F 先变小后变大再不变B.1F 先不变后变大再变小C.2F 先变大后不变D.2F 一直在变大16.(多选)如图所示,放在水平桌面上的木块A 处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为kg 6.0,弹簧测力计读数为N 2,滑轮摩擦不计。
2022年 第一中学高三物理一轮复习学案:摩擦力突变问题
第二章:摩擦力的突变1、教材命题解读:摩擦力的突变问题全国新课标卷对摩擦力的突变问题几乎每年必考。
2、命题特点:选择题、计算题中都有表达。
对该考点的考查,既可以结合物体的平衡、牛顿第二定律,也可以与动能定理、动量定理、能量守恒定律、动量守恒定律等相结合,还可能与电场及磁场中的带电体的运动相结合,题目难度中等。
3、方法与技巧:解决问题时要注意对物体进行受力分析和运动分析,分清楚是滑动摩擦力还是静摩ndgfjui87擦力突变的具体情况。
1、静摩擦力和滑动摩擦力的大小的计算的常用方法有那些?2、摩擦力突变问题中的理解。
〔1〕、问题特征:当物体受力或运动发生变化时,摩擦力常发生突变,摩擦力的突变,又会导致物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性.对其突变点的分析与判断是物理问题的切入点.〔2〕、常见类型:(1)静摩擦力突变为滑动摩擦力.(2)滑动摩擦力突变为静摩擦力.四、例题与变式:例题1如图,一木块放在水平桌面上,在水平方向共受三力即F1,F2和摩擦力作用,木块处于静止状态.其中F1=10N,F2=2N.现在撤去F1,那么此后木块在水平方向受到的合力为〔〕A.2N,方向水平向左B.10N,方向向左C.6N,方向向右D.零变式1重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N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30N的水推力就可以使木箱继续做直线,由此可知木箱与地面的最大静摩擦力为,地面收到的滑动摩擦力为,木块受到的摩擦力F f的大小随外力水平推力F的大小变化的图象是〔〕变式2如图物体A叠放在物体B上,B置于光滑水平面上.A,B质量分别为mA=6kg,mB=2kg,A,B之间的动摩擦因数μ=0.2,开始时F=10N,此后逐渐增加,在增大到45N的过程中,那么〔〕A.当拉力F<12N时,两物体均保持静止状态B.两物体开始没有相对运动,当拉力超过12N时,开始相对滑动C.两物体间从受力开始就有相对运动D.两物体间始终没有相对运动例题2如下图,轻弹簧的一端与物块P相连,另一端固定在木板上,先将木板水平放置,使弹簧处于拉伸状态.让木板由水平位置缓慢向上转动〔即木板和地面之间夹角变大〕,另一端不动,直到物块P刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P所受到的静摩擦力的大小变化情况是〔〕A.保持不变B.先增大后减小C.一直增大D.先减小后增大变式1上外表粗糙的长直木板的上外表的一端放有一个木块,如图15所示,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大,最大静摩擦力大于滑动摩擦力),另一端不动,那么木块受到的摩擦力F f随角度α变化的图象是以下图中的()例题3如下图,水平传送带两个转动轴轴心相距20 m,正在以v=4.0 m/s的速度匀速传动,某物块〔可视为质点〕与传送带之间的动摩擦因数为0.1,将该物块从传送带左端无初速地轻放在传送带上,那么经过多长时间物块将到达传送带的最右端〔g取10 m/s2〕?变式1如下图,传送带与水平面成夹角θ=37°,以10m/s的速度逆时针匀速转动,在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5㎏的物体,它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5,传送带从A到B的长度L=16m,求:〔g=10m/s2〕〔2s〕〔1〕、物体A刚放上传送带的一小段时间内的加速度?〔2〕、物体从A传送到B需要的时间为多少?y目标检测1、如下图,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,取g=10 m/s2,向右为正方向,该物体受到的摩擦力Ff随时间t变化的图象是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()2、把一重为G的物体,用水平推力F=kt〔k为恒量,t为时间〕压在竖直的足够高的平整墙上,从t=0开始,物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化关系是图中的〔〕3、水平传送带被广泛地应用于车站、码头,工厂、车间。
2024届高考一轮总复习章末检测卷:第二章 研究物体间的相互作用物理试题
2024届高考一轮总复习章末检测卷:第二章 研究物体间的相互作用物理试题一、单选题 (共6题)第(1)题为了研究超重与失重问题,某同学静止站在电梯中的体重计上观察示数变化。
在电梯运动的某阶段,他发现体重计的示数大于自己实际体重,下列说法正确的是()A.此时体重计对人的支持力大于人对体重计的压力B.此时电梯可能正在匀速上升C.此时电梯可能正在加速上升D.此时电梯可能正在加速下降第(2)题某游乐场有一打金蛋游戏,游戏示意图如下。
弹珠的发射速度方向与斜面垂直、大小可以通过按压的力度来调整,若弹珠弹出后直接击中B点的金蛋为三等奖;若与斜面碰撞一次再击中金蛋为二等奖;若与斜面碰撞两次再击中金蛋为一等奖,已知斜面与水平方向夹角为45°,斜面AB长,弹珠与斜面碰撞瞬间弹珠在垂直于斜面方向上的速度反向、大小不变,沿斜面方向上的速度不变,取重力加速度,忽略空气阻力影响,以下说法正确的是( )A.若最终得到三等奖,则弹珠发射的初速度大小为5m/sB.最终得到一、二、三等奖的弹珠从射出到击中金蛋的时间之比为1:1:1C.最终得到一、二、三等奖的弹珠从射出到击中金蛋的时间之比为2:3:4D.最终得到一、二、三等奖的弹珠的初速度之比为4:3:2第(3)题备战冬奥会期间,我国自主研发的转盘滑雪训练机在训练基地投入使用。
转盘滑雪训练机工作起来像一个巨型“陀螺”,可模拟一些特定的环境和场景。
该转盘的转速可调,转盘与水平面的夹角为。
某次训练中,转盘滑雪机绕垂直于盘面的固定转轴以恒定的角速度转动,盘面上离转轴距离为处的运动员(可看成质点)与圆盘始终保持相对静止。
运动员质量为65kg,与盘面间的动摩擦因数为0.4,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
不计空气阻力,g取,已知。
则下列说法正确的是( )A.运动员随圆盘做圆周运动时,某时刻可能受到两个力的作用B.运动员训练时,与圆盘相对静止的最大值约为C.运动员在最高点受到的摩擦力一定随的增大而减小D.运动员由最低点运动到最高点的过程中摩擦力对其所做的功约为第(4)题如图所示,水平向右的匀强电场中,一根长的不可伸长的绝缘细线,一端连着一质量的带电小球,另一端固定于O点。
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用实验二探究弹簧弹力与形变量的关系
实验三探究两个互成角度的力的合成规律1.某同学用如图甲所示装置做“测定弹簧的劲度系数”的实验.(1)以下是这位同学根据自己的设想拟定的实验步骤,请按合理的操作顺序将步骤的序号写在横线上CBDAE.A.以弹簧长度l为横坐标,以钩码质量m为纵坐标,标出各组数据(l,m)对应的点,并用平滑的线连接起来.B.记下弹簧下端不挂钩码时,其下端A处指针所对刻度尺上的刻度l0.C.把铁架台固定于桌子上,将弹簧的一端系于横梁上,在弹簧附近竖直固定一把刻度尺.D.依次在弹簧下端挂上1个、2个、3个、…钩码,待钩码静止后,读出弹簧下端指针指示的刻度记录在表格内,然后取下钩码(弹簧始终未超过弹性限度).E.由图像找出m与l间的函数关系,进一步写出弹力与弹簧长度之间的关系式(重力加速度取g=10m/s2),求出弹簧的劲度系数.(2)图乙为根据实验测得的数据标出的对应点,请作出钩码质量m与弹簧长度l的关系图线.图乙(3)写出弹簧弹力F关于弹簧长度l的函数表达式:F=12.5(l-0.15)(N).(4)此实验得到的结论:弹簧的劲度系数k=12.5(12.4~12.6均可)N/m.(结果保留3位有效数字)(5)如果将指针分别固定在图甲A点上方的B处和A点下方的C处,作出钩码质量m和指针所对刻度l的关系图像,由图像进一步得出弹簧的劲度系数k B、k C,k B、k C与k相比,可能是AD.(请将正确选项的字母填在横线上)A.k B大于kB.k B等于kC.k C小于kD.k C等于k答案(2)如图所示解析 (1)合理的操作步骤的序号是CBDAE.(2)作出钩码质量m 与弹簧长度l 之间的关系图线,如答图所示.(3)由胡克定律可知mg =k (l -l 0),故有m =k (l -l 0)g=k g(l -l 0),而m -l 图线的斜率k'=0.3(39-15)×10-2kg/m =1.25kg/m ,弹簧的劲度系数k =k'g =12.5N/m ,则弹簧弹力F 和弹簧长度l 的关系为F =k (l -l 0),已知l 0=1.5×10-1m ,所以F =12.5(l -0.15)(N ).(4)由以上分析可知k =12.5N/m.(5)指针固定在B 处,测量的弹簧伸长量偏小,由F =k B Δl 可知,k B 偏大;指针固定在C 处,不影响弹簧伸长量的测量,k 值不变.2.一个实验小组做“探究弹簧弹力与弹簧伸长量关系”的实验.(1)甲同学采用如图(a )所示装置,质量不计的弹簧下端挂一个小盘,在小盘中增添砝码,改变弹簧的弹力,实验中作出小盘中砝码重力随弹簧伸长量x 变化的图像如图(b )所示.(重力加速度g =10m/s 2)①利用图(b )中图像,可求得该弹簧的劲度系数为 200 N/m.②利用图(b )中图像,可求得小盘的质量为 0.1 kg ,小盘的质量会导致弹簧劲度系数的测量结果与真实值相比 相同 (填“偏大”“偏小”或“相同”).(2)为了制作一个弹簧测力计,乙同学选了A 、B 两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图(c )所示的图像,为了制作一个量程较大的弹簧测力计,应选弹簧 B (填“A ”或“B ”);为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧 A (填“A ”或“B ”).解析 (1)①由图(b )中图像可知,弹簧的劲度系数k =ΔF Δx =6-23.5-1.5N/cm =2N/cm =200N/m.②由图(b)中图像可知mg=kx1,解得小盘质量m=kx1g =2×0.510kg=0.1kg;应用图像法处理实验数据,小盘的质量不会影响弹簧劲度系数的测量结果,即测量结果与真实值相同.(2)由图(c)可知,弹簧A所受拉力超过4N则超过弹性限度,弹簧B所受拉力超过8N 则超过弹性限度,故为了制作一个量程较大的弹簧测力计,应选弹簧B;由图(c)可知,在相同拉力作用下,弹簧A的伸长量大,则为了制作一个精确度较高的弹簧测力计,应选弹簧A.3.某同学从废旧的弹簧测力计上拆下弹簧,用它来做“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验.(1)对家中贴有瓷砖的墙面,用铅垂线测量,发现瓷砖之间的竖缝是竖直的,将刻度尺平行于竖缝固定在墙面上,将弹簧挂在墙面的挂钩上,并使刻度尺的零刻度线与弹簧上端平齐,如图甲所示.(2)在弹簧下端依次悬挂n个槽码(n=0,1,2,3,…),当槽码静止时,测出弹簧拉力F n与指针所指的刻度尺示数L n,在F-L坐标系中描点,如图乙所示.图甲图乙①初始时弹簧下端未挂槽码,竖直弹簧的自然长度为L0= 1.3(1.2~1.4均可)cm(结果保留2位有效数字);②实验中,若在测得图乙中P点的数据(27.0cm,10.78N)后,取下弹簧下端悬挂的所有槽码,则弹簧静止时不能(选填“能”或“不能”)恢复到自然长度L0;③在弹簧弹力从0增大至17.64N的过程中,弹簧劲度系数变化情况是先不变,再变小,后变大.(3)本次实验的部分数据如下.槽码个数n1234F n(N)0.98 1.96 2.94 3.92L n(cm) 2.5 3.7 4.9 6.1弹簧伸长量x n=L n-L n-2(cm 2.4 2.4=82N/m2位有效数字).解析(2)①初始时弹簧下端未挂槽码,此时弹簧拉力F为0,由题图乙可知竖直弹簧的自然长度为1.3cm.②由题图乙分析可知,弹簧在挂8个以内槽码时弹力与弹簧形变量呈线性关系,大于8个之后的点不在同一直线上,说明弹簧被拉伸到超出了弹簧弹性限度范围,取下所有槽码后,弹簧静止时将无法恢复到自然长度,而P点时已大于8个槽码.③根据胡克定律有k=ΔFΔL,将题图乙中的点平滑连接,连成的线的斜率对应弹簧的劲度系数,因此弹簧弹力从0增大至17.64N的过程中,弹簧劲度系数变化情况是先不变,再变小,后变大.(3)根据胡克定律有k=ΔFΔL =(3.92-1.96)+(2.94-0.98)2×2.4×10-2N/m=82N/m.4.[实验原理创新/2024广东惠州第一次调研]某学习小组利用如图(a)所示的实验装置测量圆柱形橡皮筋的弹性模量,在弹性限度内,橡皮筋像弹簧一样,弹力大小F与伸长量x成正比,即F=kx,k值与橡皮筋的原长L、横截面积S有关,理论与实践都表明k=Y SL,其中Y在材料力学上被称为弹性模量.(1)在国际单位制中,弹性模量Y的单位应该是D.A.NB.mC.N/mD.N/m2(2)先利用刻度尺测量圆柱形橡皮筋的原长L,再利用螺旋测微器测量橡皮筋处于原长时的直径D,如图(b)所示,则D= 2.150mm.(3)作出橡皮筋受到的拉力F与伸长量x的关系图像,如图(c)所示,则该橡皮筋的k值为313N/m(保留3位有效数字),由k=Y SL通过计算得出该橡皮筋的弹性模量.解析(1)根据表达式k=Y SL ,可得Y=kLS,由F=kx可得在国际单位制中k的单位是N/m,又在国际单位制中L的单位是m,S的单位是m2,所以在国际单位制中,Y的单位应该是N/m2,故选D.(2)由题图(b )可知,螺旋测微器的读数为D =2mm +15.0×0.01mm =2.150mm ,则橡皮筋处于原长时的直径为2.150mm.(3)根据F =kx 可知,F -x 图像的斜率大小等于橡皮筋的k 值,由题图(c )可求出k =250.08N/m =312.5N/m ≈313N/m.5.[实验器材创新/2023广东六校第一次联考]在探究弹力和弹簧形变量的关系时,某同学用力传感器先按图1所示的装置对弹簧甲进行探究,然后把弹簧甲和弹簧乙顺次连接起来按图2进行探究.在弹性限度内,每次使弹簧伸长一定的长度并记录相应的力传感器的示数,分别测得图1、图2中力传感器的示数F 1、F 2,如表中所示.弹簧总长度/cm12.00 14.00 16.00 18.00F 1/N30.00 31.04 32.02 33.02 F 2/N29.3429.6529.9730.30(1)根据表格,要求尽可能多地利用测量数据,计算弹簧甲的劲度系数k 1= 50.0 N/m (结果保留3位有效数字);若该同学在进行实验之前忘了对力传感器进行校零,通过上述方法测得的弹簧甲的劲度系数跟真实值相比将 不变 (选填“偏大”“偏小”或“不变”).(2)仅根据表格中的数据 能 (选填“能”或“不能”)计算出弹簧乙的劲度系数.解析 (1)由于要尽可能多地利用测量数据,故采用逐差法计算劲度系数,即k 1=12×[32.02-30.00(16.00-12.00)×10-2+33.02-31.04(18.00-14.00)×10-2]N/m =50.0N/m ;若力传感器没有校零,可采用图像法处理,得出的图线斜率不变,即劲度系数的测量值跟真实值相比不变.(2)设弹簧乙的劲度系数为k ,将甲、乙两根弹簧等效为一根弹簧,可以根据表格中的数据求出等效弹簧的劲度系数k 2;由于甲、乙两弹簧承受的弹力始终相同,即有k 1x 1=kx =k 2(x 1+x ),化简可得1k 2=1k 1+1k ,即有k =k 1k 2k 1-k 2,因此可以根据表格中的数据计算出弹簧乙的劲度系数.6.[实验目的创新/2024陕西高三校联考阶段练习]用如图所示的装置可以测量弹性绳的劲度系数和物体之间的动摩擦因数.重力加速度大小为g ,认为最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.具体操作如下:A.高度可调的悬点O 处悬挂一弹性绳,调整悬点O 的高度,使弹性绳自然下垂时,其下端恰与A 处的钉子等高.B.保持悬点O 固定,将质量为m 的盒子挂在弹性绳下端,稳定后测得弹性绳的伸长量为h 0(盒子未接触木板).C.将质量为m0的重物放入盒中,使得盒子压在木板上,测得A与盒子上表面间的高度差为h.D.缓慢拉动木板,直至盒子相对木板发生滑动,测得此过程中盒子通过的距离为x.(1)实验时,不需要(选填“需要”或“不需要”)测量O、A间的距离.(2)弹性绳的劲度系数为mgℎ0.(3)盒子与木板间的动摩擦因数为mx(m+m0)ℎ0-mℎ.解析(1)题中已测出弹性绳的伸长量,则不需要测量O、A间的距离.(2)根据胡克定律可知k=FΔx =mgℎ0.(3)盒子通过距离x后,对其受力分析,设弹性绳的拉力为F,拉力与水平方向的夹角为θ,盒子所受支持力为N,盒子与木板间的摩擦力为f,根据共点力平衡条件有F cosθ=f、F sinθ+N=(m+m0)g,根据几何关系结合胡克定律可知F=k√x2+ℎ2,其中cosθ=√x2+ℎ2,sinθ=√x2+ℎ2,又f=μN,联立解得μ=mx(m+m0)ℎ0-mℎ.。
2018届高考物理一轮总复习检测:第二章 第2课时 摩擦
一、滑动摩擦力1.定义:两个相互接触的物体有相对运动时,在接触面上产生的阻碍相对运动的作用力.2.产生条件.(1)接触面粗糙;(2)两物体相互接触并挤压;(3)两物体间有相对运动.3.大小:与正压力成正比,即F f=μF N.μ叫动摩擦因数,与接触面的材料和粗糙程度有关,与物体间的正压力无关,与接触面的面积无关.4.方向:跟接触面相切,并与物体相对运动的方向相反.二、静摩擦力1.定义:两个相互接触的物体间有相对运动趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力.2.产生条件.(1)接触面粗糙;(2)两物体相互接触并挤压;(3)两物体间有相对运动趋势.3.大小:随着其他外力的变化而变化,计算时只能根据物体所处的状态由平衡条件或牛顿运动定律求解(两物体间接触面的粗糙程度和弹力不变的情况下).4.方向:跟物体的相对运动趋势方向相反,并且摩擦力的方向总跟接触面平行(或相切).5.最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值,在数值上等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的外力.静摩擦力的大小取值范围:_0<F f≤F f max_.实际中,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力.一般情况下,可近似认为最大静摩擦力约等于滑动摩擦力.1.摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反.(×)2.静摩擦力一定是阻力.(×)3.运动的物体不可能受到静摩擦力的作用.(×)4.正压力越大,摩擦力可能越大,也可能不变.(√)5.动摩擦因数与接触面积有关,相同材料的两物体接触面积越大,动摩擦因数越大. (×)1.(2017·青岛模拟)如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是()A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向解析:支持力的方向垂直于支持面,因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上,N处受到的支持力过N垂直于P斜向上,A项正确,B项错误;静摩擦力的方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反,因此M处的静摩擦力沿水平方向,N处的静摩擦力沿MN 方向,C、D项都错误.答案:A2.(2017·宝鸡模拟)在倾角θ=37°的固定斜面上叠放着A、B两物块,A、B通过绕过定滑轮的轻绳相连,如图所示,A、B间光滑,B与斜面间动摩擦因数μ=0.5,物块A的质量为m,B的质量为M.不计绳与滑轮间摩擦,系统处于静止状态,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度为g,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则下列判断正确的是()A.斜面对B的摩擦力可能为零B.连接A、B的轻绳张力为0.2(m+M)gC.A、B的质量关系必须满足M=5mD.物块B受到的静摩擦力方向一定沿斜面向上解析:由于A、B间光滑,因此A受三个力而平衡,如图甲所示,轻绳张力T=mg sin 37°=0.6mg.对B受力分析如图乙所示,除斜面对B的静摩擦力方向不确定外,其他力的方向确定,由平衡条件得T -Mg sin 37°±F f=0,其中F f≤μ(m+M)g cos 37°=0.4(m+M)g,可得(0.2M-0.4m)g≤T≤(M+0.4m)g,则0.2M≤m≤5M,而当m=M时,摩擦力为零,A对,B、C、D均错.答案:A3.(2016·洛阳模拟)如图所示,质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上,物体与传送带间的动摩擦因数为μ,当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1<v2),绳中的拉力分别为F1、F2,物体受到的摩擦力分别为Ff1、Ff2则下列说法正确的是()A.Ff1<Ff2B.物体所受摩擦力方向向右C.F1=F2D.Ff1=μmg解析:物体的受力分析如图所示,滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡,因此方向向左,B错误;设绳与水平方向成θ角,则F cosθ-μF N=0,F N+F sin θ-mg=0,解得F=μmgcos θ+μsin θ,F大小与传送带速度大小无关,C正确;物体所受摩擦力F f=F cos θ恒定不变,A、D错误.答案:C4.(多选)(2017·南京模拟)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.实验开始时打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,若力传感器采集的图象如图乙所示,则结合该图象,下列说法正确的是()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2 N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2 N,由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N,A对;t=50 s时刻摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为3.5 N,同时小车开始运动,说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N,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3 N 的滑动摩擦力,B 、C 对;此后由于沙和沙桶重力3.5 N 大于滑动摩擦力3 N ,故第50 s 后小车将加速运动,D 错.答案:ABC5.在粗糙的水平面上放一物体A ,A 上再放一质量为m 的物体B ,A 、B 间的动摩擦因数为μ,现施加一水平力F 作用于A (如图所示),计算下列情况下A 对B 的摩擦力.(1)当A 、B 一起做匀速运动时;(2)当A 、B 一起以加速度a 向右匀加速运动时;(3)当力F 足够大而使A 、B 发生相对滑动时.(4)当A 、B 发生相对滑动,且B 物体的15伸到A 的外面时. 解析:(1)因A 、B 向右匀速运动,B 物体受到的合力为零,所以B 物体受到的摩擦力为零.(2)因A 、B 无相对滑动,所以B 受到的摩擦力是静摩擦力,此时不能用F f =μF N 来计算,对B 物体受力分析,由牛顿第二定律得F 合=ma ,所以F f =ma ,方向水平向右.(3)因A 、B 发生相对滑动,所以B 受到的摩擦力是滑动摩擦力,即F f =μF N =μmg ,方向水平向右.(4)因滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小无关,所以F f=μmg,方向水平向右.答案:(1)0(2)ma,方向水平向右(3)μmg,方向水平向右(4)μmg,方向水平向右一、单项选择题1.关于摩擦力,有人总结了“四条不一定”,其中说法错误的是()A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力解析:摩擦力的方向与跟它相接触的物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,与它的运动方向可能相同,也可能相反,也可能不在一条直线上,故A、B正确;运动的物体可受静摩擦力作用,如随传送带一起加速的物体,静止的物体可受滑动摩擦力作用,如滑块滑过固定的木板时木板受的力,故C正确;静摩擦力也可以充当动力,故D不正确.答案:D2.(2017·哈尔滨模拟)如图所示,物块A 放在倾斜的木板上,木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因数为( )A.12B.32C.22D.52解析:由题意可以判断出,当倾角α=30°时,物块受到的摩擦力是静摩擦力,大小为Ff 1=mg sin 30°,当α=45°时,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff 2=μF N =μmg cos 45°,由Ff 1=Ff 2得μ=22. 答案:C3.如图所示,矩形物体甲和丙在水平外力F 的作用下静止在乙物体上,物体乙静止在水平面上.现减小水平外力F ,三物体仍然静止,则下列说法中正确的是( )A.物体乙对于物体甲的摩擦力一定减小B.物体丙对于物体甲的压力一定减小C.物体乙对于地面的摩擦力一定减小D.物体丙对于物体甲的摩擦力可能减小解析:把甲、丙看作一个整体,甲受的摩擦力有两种情况,①(mm丙)g sin α+F f=F cos α;②(m甲+m丙)g sin α=F cos α+F f.甲+如是第①种情况,F减小,F f减小;如是第②种情况,F减小,F f 增大,A项错误;甲对丙的支持力、摩擦力不随F的变化而变化,选项B、D错误;把甲、乙、丙看做一个整体,F f地乙=F,F减小时,F f地乙一定减小,选项C正确.答案:C4.(2017·威海模拟)一块质量均匀分布的长方体木块按如图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动,其中甲图中木块做匀速运动,乙图中木块做匀加速运动,丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动.则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是()A.Ff甲=Ff乙<Ff丙B.Ff甲=Ff丙<Ff乙C.Ff甲=Ff乙=Ff丙D.Ff丙<Ff甲=Ff乙解析:根据公式F f=μF N知,滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关,与运动状态也无关,C正确.答案:C5.(2016·唐山模拟)如图所示,有一重力不计的方形容器,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,此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是()A.容器受到的摩擦力不断增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F必须逐渐增大D.容器受到的合力逐渐增大解析:由于容器始终保持静止,故摩擦力为静摩擦力,而且始终与容器受到的重力平衡,由于水的质量不断增大,因此静摩擦力也随之增大,只有A正确.答案:A6.已知一些材料间的动摩擦因数如下表所示:如图所示,一质量为1.0 kg的物块放置在某材料制作的固定斜面上,斜面倾角为30°,现用弹簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物块,使其匀加速上升,读得弹簧秤的示数为8.17 N,则两接触面的材料可能是(g取10 m/s2)()A.木—金属B.木—木C.钢—钢D.木—冰解析:对物块受力分析,由牛顿第二定律有F-Mg sin 30°-μMg cos 30°=Ma,所以μ=F-Mg sin 30°-MaMg cos 30°=0.25,C正确.答案:C二、多项选择题7.(2017·西安模拟)在灭火抢险的过程中,消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业,如图所示.已知消防车梯子的下端放置在粗糙的车厢表面上,上端靠在摩擦很小的竖直玻璃幕墙上.消防车静止不动,在消防队员沿梯子匀速向上爬的过程中,下列说法正确的是()A.车厢对梯子的作用力大小不变B.墙对梯子的弹力大小不变C.地面对车的摩擦力逐渐增大D.地面对车的弹力大小不变解析:对梯子及消防队员整体受力分析,墙对梯子的弹力FN x、梯子的重力mg及车厢对梯子的作用力F,这三个力必定为共点力,必定相交于一点,随着消防队员的重心往上移动,可知墙对梯子的弹力FN x增大、车厢对梯子的作用力增大,A、B均错;对消防车、消防队员及梯子整体受力分析:水平方向有地面对车的摩擦力F f和墙对梯子的弹力FN x,且F f=FN x,竖直方向有整体的重力G和地面对车的弹力FN y.系统均处于平衡状态,故地面对车的弹力大小FN y总等于整体的重力G,D对;FN x增大,则F f增大,C对.答案:CD8.(2016·沈阳模拟)如图所示,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.则下列说法正确的是()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mg sin θ,方向均沿传送带向上,选项B、C正确,D错误.答案:BC9.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行,木块受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态,已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1,长木板与地面间的动摩擦因数为μ2,则()A.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mgB.长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)gC.当F>μ2(m+M)g时,长木板便开始运动D.无论怎样改变F的大小,长木板都不可能运动解析:m在F作用下向右滑行时受的滑动摩擦力为μ1mg,同样m对M的摩擦力也为μ1mg.由M静止,可知地面对M的静摩擦力F f=μ1mg,且F f=μ1mg一定小于等于长木板与地面间的最大静摩擦力.A项对,B项错;无论所加的F多大,m对M的摩擦力都不会大于μ1mg,木板也就不可能运动,所以C项错,D项对.答案:AD三、非选择题10.(2016·淄博模拟)如图所示,质量为m B=14 kg的木板B放在水平地面上,质量为m A=10 kg的货箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在货箱上,另一端拴在地面,绳绷紧时与水平面的夹角为θ=37°.已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5,木板B与地面之间的动摩擦因数μ2=0.4.重力加速度g取10 m/s2.现用水平力F 将木板B从货箱A下面匀速抽出,试求(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8):(1)绳上张力F T的大小;(2)拉力F的大小.解析:(1)对A进行受力分析可知A受四个力作用,分解绳的拉力,根据A受力平衡可得FN1=m A g+F T sin θ,Ff1=F T cos θ,Ff1=μ1FN1,解得F T=μ1m A gcos θ-μ1sin θ.代入数据得绳子张力F T=100 N.(2)对B进行受力分析可知B受六个力的作用,地面对B的支持力FN2=m B g+FN1,而FN1=m A g+F T sin θ=160 N,拉力F=μ2FN2+μ1FN1=200 N.答案:(1)100 N(2)200 N11.(2016·济宁模拟)如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于质量为m=2 kg的物体上,另一端施一水平拉力F(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内,g=10 m/s2).(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12 cm 时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?(2)若将弹簧拉长至11 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?(3)若将弹簧拉长至13 cm,物体受到的摩擦力大小为多少?解析:(1)物体匀速运动时k(x-x0)=μmg.则k=μmgx-x0=0.2×2×100.12-0.1N/m=200 N/m.(2)弹簧的弹力F1=k(x1-x0)=200×(0.11-0.1) N=2 N.最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ff m=0.2×2×10 N=4 N.物体没动,故所受的静摩擦力为Ff1=F1=2 N.(3)弹簧的弹力F2=k(x2-x0)=200×(0.13-0.1) N=6 N.物体将运动,此时所受到的滑动摩擦力为Ff2=μF N=μmg=0.2×2×10 N=4 N. 答案:(1)200 N/m(2)2 N(3)4 N。
近年届高考物理一轮复习第2章相互作用第2讲摩擦力课时作业(含解析)(2021年整理)
2019届高考物理一轮复习第2章相互作用第2讲摩擦力课时作业(含解析)编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2019届高考物理一轮复习第2章相互作用第2讲摩擦力课时作业(含解析))的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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2、摩擦力[基础训练]1.如图所示,磁性黑板擦静止吸附在竖立的铁质黑板上.若黑板擦的重力大小为G,黑板对黑板擦的磁场力垂直于黑板平面,则()A.黑板擦对黑板没有施加摩擦力B.黑板对黑板擦的作用力方向竖直向上C.黑板擦受到的磁场力大小一定等于GD.黑板擦受到的弹力大小不可能大于G答案:B 解析:对磁性黑板擦受力分析,受重力、磁场力、弹力以及摩擦力的作用,竖直方向上,重力与黑板对黑板擦的摩擦力平衡,垂直于黑板平面的方向上,黑板对黑板擦的磁场力与弹力平衡,则A错误,B正确;而黑板擦受到的弹力、磁场力与重力的大小关系不能确定,则C、D错误.2.如图所示,倾角为θ=37°的斜面固定在水平地面上,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,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t变化的图象为下图中的(取初速度v0的方向为正方向,取g=10 m/s2,sin 37°=0。
6,cos 37°=0。
8)答案:B 解析:滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行,受到的是滑动摩擦力,由公式f=μN可得f=μmg cos 37°=0。
8×1×10×0。
高考物理一轮复习 第二章 第2课时 摩擦力练习(无答案)
——————————新学期新成绩新目标新方向——————————第2课时摩擦力[知识梳理]知识点一、滑动摩擦力1.产生条件(1)接触面。
(2)接触处有。
(3)两物体间有。
2.定义两个相互接触且发生形变的粗糙物体,当它们发生时,就会在接触面上产生相对运动的力。
3.大小及方向(1)大小:F=μF N公式中μ为比例常数,称为动摩擦因数,其大小与两个物体的材料和接触面的粗糙程度有关。
(2)方向:沿两物体的接触面,与相对运动的方向。
知识点二、静摩擦力1.产生条件(1)接触面。
(2)接触处有。
(3)两物体有 (仍保持相对静止)。
2.定义两个相互接触且发生形变的粗糙物体,当它们具有时,就会在接触面上产生的力。
3.大小和方向(1)大小:0<F≤F m(2)方向:沿两物体的接触面与相对运动趋势的方向。
思维深化判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但不一定与物体的运动方向相反。
( )(2)生活中,摩擦力只能以阻力的形式出现,不可能是动力。
( )(3)滑动摩擦力的大小可用公式F=μF N计算,式中的F N可能是重力与其他力的合力。
( )(4)相互作用的物体间的作用面越大,其摩擦力就越大。
( )(5)受静摩擦力作用的物体不一定静止,但一定保持相对静止。
( )(6)用手握紧装满水的瓶子静止提在空中时,手握瓶子的力越大,瓶子受到的摩擦力越大。
( )[题组自测]题组一对摩擦力的理解及方向的判断1.下列关于物体受静摩擦力作用的叙述中,正确的是( )A.静摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同C.静摩擦力的方向既可能与物体的运动方向相反,也可能与物体的运动方向相同D.静止的物体所受静摩擦力一定为零2.(多选)人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是( )A.人受到的摩擦力的方向是沿杆向下的B.人受到的摩擦力的方向是沿杆向上的C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力增大题组二摩擦力大小的计算3.一块质量均匀分布的长方体木块按图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动,其中甲图中木块做匀速运动,乙图中木块做匀加速运动,丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动。
【加练半小时】2022版高考物理(全国)一轮练习:第二章 微专题14
[方法点拨] 1三力动态平衡问题用图解法、相似三角形法等2多力动态平衡问题常用解析法3涉及到摩擦力的时候要注意静摩擦力与滑动摩擦力的转换12022·河北省衡水中学调研如图1所示,有一质量不计的杆AO,长为R,可绕A自由转动,用轻绳在O点悬挂一个重为G的物体,另一根轻绳一端系在O点,O点为圆弧的圆心,另一端系在圆弧形墙壁上的C点,当该轻绳端点由点C逐渐沿圆弧CB向上移动的过程中保持OA与地面夹角θ不变,OC绳拉力的大小变化情况是图1A逐渐减小B逐渐增大C先减小后增大D先增大后减小2如图2所示,不计重力的轻杆O的滑块,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等现将板的右端缓慢抬起使板与水平面间的夹角为θ,最后直到板竖直,此过程中弹簧弹力的大小F随夹角θ的变化关系可能是图56如图6所示,一根不可伸长的轻绳两端连接两轻环A、B,两环分别套在相互垂直的水平杆和竖直杆上,轻绳绕过光滑的轻小滑轮,重物悬挂于滑轮下,始终处于静止状态,下列说法正确的是图6向下移动少许,绳上拉力变大,环B所受摩擦力变小向下移动少许,绳上拉力不变,环B所受摩擦力不变向右移动少许,绳上拉力变大,环A所受杆的弹力不变向右移动少许,绳上拉力不变,环A所受杆的弹力变小7多选2022·天津市和平区一模甲、乙两建筑工人用简单机械装置将工件从地面提升并运送到楼顶如图7所示,设当重物提升到一定高度后,两工人保持位置不动,甲通过缓慢释放手中的绳子,使乙能够用一始终水平的轻绳将工件缓慢向左拉动,最后将工件运送至乙所在位置,完成工件的运送,绳的重力及滑轮的摩擦不计,滑轮大小忽略不计,则在工件向左移动过程中图7A甲手中绳子上的拉力不断减小B楼顶对甲的支持力不断增大C楼顶对甲的摩擦力大于对乙的摩擦力D乙手中绳子上的拉力不断增大8如图8所示,斜面上固定一与斜面垂直的挡板,另有一截面为圆的光滑柱状物体甲放置于斜面上,半径与甲相同的光滑球乙被夹在甲与挡板之间,没有与斜面接触而处于静止状态,现在从球心O1处对甲施加一平行于斜面向下的力F,1,甲对斜面的压力大小为F2,甲对乙的弹力大小为F3,在此过程中图8逐渐增大,F2逐渐增大,F3逐渐增大逐渐减小,F2保持不变,F3逐渐减小保持不变,F2逐渐增大,F3先增大后减小逐渐减小,F2保持不变,F3先减小后增大92022·云南省保山市二模如图9所示,A、B为竖直墙面上等高的两点,AO、BO为长度相等的两根轻绳,AOB在同一水平面内,初始时∠AOB<90°,CO为一根轻杆,可绕C点在空间无摩擦转动,转轴C在AB中点D的正下方,在O点处悬挂一个质量为m的物体,整个系统处于平衡状态,现将绳AO的A端缓缓向D端移动,O点位置保持不动,系统仍然保持平衡,则图9的拉力逐渐增大的拉力逐渐增大受到的压力逐渐增大、BO的拉力的合力逐渐增大10多选如图10所示,斜面体放置于粗糙水平地面上,物块A通过跨过定滑轮的轻质细绳与物块B连接,系统处于静止状态,现对B施加一水平力F使B缓慢地运动,使绳子偏离竖直方向一个角度,在此过程中图10的摩擦力一直增大B绳对滑轮的作用力不变C地面对斜面体的摩擦力一直增大D地面对斜面体的支持力保持不变112022·湖南省郴州市一模如图11所示,形状和质量完全相同的两个圆柱体a、b靠在一起,两圆柱体表面光滑,重力均为G,其中b的下半部固定在水平面MN的下方,上边露出另一半,a静止在平面上,现过a的轴心施一水平作用力F,缓慢地将a拉离水平面一直滑到b的顶端,对该过程分析,则应有图11先增大后减小,最大值是G错误!未定义书签。
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8.如图 4 所示,矩形物体甲和丙在水平外力 F 的作用下静止在 乙物体上,物体乙静止在水平面上.现减小水平外力 F,三物 体仍然静止,则下列说法中正确的是 A.物体乙对于物体甲的摩擦力一定减小 B.物体丙对于物体甲的压力一定减小 C.物体乙对于地面的摩擦力一定减小 D.物体丙对于物体甲的摩擦力可能减小
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对 M 和 m 整体,它们必受到重力和地面支持力,因小车
静止, 由平衡条件知墙面对小车必无作用力, 以小车为研究对象, 如图所示,它受四个力:重力 Mg,地面的支持力 N1,m 对它的 压力 N2 和静摩擦力 f,由于 m 静止,可知 f 和 N2 的合力必定竖 直向下,故 B 项正确.
图10
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(1)因 A、B 向右匀速运动,B 物体受到的合力为零,所以 B 物体受
到的摩擦力为零.
(2)因 A、B 无相对滑动,所以 B 受到的摩擦力是静摩擦力,此时不能用 f=μN 来计算,对 B 物体受力分析,由牛顿第二定律得 F 合=ma,所以 f=ma,方向水平向右.
答案 AC
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3.人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是 A.人受到的摩擦力的方向是向下的 B.人受到的摩擦力的方向是向上的 C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大 D.人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也增大
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题组 1
对摩擦力的理解
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1.关于摩擦力,有人总结了“四条不一定”,其中说法错误的是 ( A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同 B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线 C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动 D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力
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车启动时,卡车及木箱均有向前的加速度,故卡车应给木箱
一个向前的摩擦力,其反作用力应向后,故 A 项正确;
匀速运动时, 水平方向不受力或合力为零, B 项错误, 项正确. 故 C
车突然制动时,减速运动,故加速度向后,木箱获得的摩擦力也向 后,木箱向前减速滑行,D 项错误.
无论所加的 F 多大,m 对 M 的摩擦力都不会大于 μ1mg,木 板也就不可能运动,所以 C 项错,D 项对.
答案 AD
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13.如图 9 所示,两个长方体木块 P、Q 叠放在水平地面上.第一次用大小为 F 的水平拉力拉 P,第二次也用大小为 F 的水平拉力拉 Q,两次都能使 P、Q 保持相对静止共同向右做匀速运动.设第一次 PQ 间、Q 与地面间的摩擦力 大小分别为 f1、 1′, f 第二次 PQ 间、 与地面间的摩擦力大小分别为 f2、 2′, Q f 则下列结论正确的是 A.f1=f1′=f2=f2′=F B.f1=f1′=f2=f2′<F C.f1=f1′=f2′=F,f2=0 D.f1=f2=0,f1′=f2′=F
图9
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解析
第一次, 作用在 P 上时, F 由共点力平衡条件可知,
f1=f1′=F;第二次,F 作用在 Q 上时,P、Q 都匀速运 动,所以 f2=0,f2′=F,综上可知选项 C 正确.
答案 C
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解析 由于容器始终保持静止,故摩擦力为静摩擦力,而且始终与容器受到的重力平 衡,由于水的质量不断增大,因此静摩擦力也随之增大,只有 A 正确.
图2
( A )
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6.如图 3 所示,倾角为 θ 的斜面体 C 置于水平面上,B 置于斜面上, 通过细绳跨过光滑的定滑轮与 A 相连接,连接 B 的一段细绳与斜 面平行,A、B、C 都处于静止状态.则 A.B 受到 C 的摩擦力一定不为零 B.C 受到水平面的摩擦力一定为零 C.不论 B、C 间摩擦力大小、方向如何,水平面对 C 的摩擦力方向 一定向左 D.水平面对 C 的支持力与 B、C 的总重力大小相等 ( )
D. F2+mg2
图5
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10. 如图 6 所示, 斜面小车 M 静止在光滑水平面上, 一边紧贴墙壁. 若 再在斜面上加一物体 m,且 M、m 都静止,此时小车受力个数为 ( A.3 C.5 B.4 D.6 )
图6
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解析
在 A 中,mgsin α=F+fA,fA=mgsin α-F;
在 B 中,mgsin α=Fcos α+fB,fB=mgsin α-Fcos α;
在 C 中,mgsin α=fC;
在 D 中,(mg+F)sin α=fD.
由以上四式可知,fD 最大,正确选项为 D.
答案 D
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材料
动摩擦 因数
( B.木—木 D.木—冰
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木—金属
0.20
木—木
0.30
木—冰
0.03
钢—钢
0.25
图7
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解析 对物块受力分析,由牛顿第二定律有 F-Mgsin 30° -μMgcos 30° =Ma, F-Mgsin 30° -Ma 所以 μ= =0.25,C 正确. Mgcos 30°
图3
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解析
由于 B 受到的重力沿斜面向下的分力与绳对它的拉力关系未
知,所以 B 受到 C 的摩擦力情况不确定,A 错;
对 B、C 整体,受力如图所示,C 受到水平面的摩擦力与拉力的水平 分力相等,水平面对 C 的支持力等于 B、C 的总重力大小与拉力的 竖直分力的差值,故 C 对,B、D 错.
图8
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解析
m 在 F 作用下向右滑行时受的滑动摩擦力为 μ1mg,同
样 m 对 M 的摩擦力也为 μ1mg.由 M 静止,可知地面对 M 的 静摩擦力 f=μ1mg,且 f=μ1mg 一定小于等于长木板与地面间 的最大静摩擦力.A 项对,B 项错.
答案
C
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7. 如下图所示, 质量为 m 的物块, 在力 F 作用下静止于倾角为 α 的斜面上, 力 F 大小相等且 F<mgsin α,则物块所受摩擦力最大的是 ( )
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摩擦力的方向与跟它相接触的物体的相对运动方向或相对运动
趋势的方向相反,与它的运动方向可能相同,也可能相反,也可能不 在一条直线上,故 A、B 正确;
运动的物体可受静摩擦力作用,如随传送带一起加速的物体,静止的 物体可受滑动摩擦力作用,如滑块滑过固定的木板时木板受的力,故 C 正确;
答案
C
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题组 2
静摩擦力分析和计算
5.如图 2 所示,有一重力不计的方形容器,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, 此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是 A.容器受到的摩擦力不断增大 B.容器受到的摩擦力不变 C.水平力 F 必须逐渐增大 D.容器受到的合力逐渐增大
图4
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把甲、丙看做一个整体,甲受的摩擦力有两种情况,
①(m 甲+m 丙)gsin α+f=Fcos α;②(m 甲+m 丙)gsin α=Fcos α+f. 如是第①种情况,F 减小,f 减小;如是第②种情况,F 减小,f 增大,A 项错误.
甲对丙的支持力、摩擦力不随 F 的变化而变化,选项 B、D 错误.