专题强化练7 摩擦力的突变问题

专题强化练7摩擦力的突变问题

一、选择题

1.(2019江苏常州“14校合作联盟”高一上期中,★★☆)将质量为1.0kg的木块放在水平长木板上,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大,木块先静止后相对木板运动。用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小,并用计算机绘制出摩擦力大小F f随拉力大小F变化的图像,如图所示。木块与长木板间的动摩擦因数为(g=10m/s2)()

A.0.3

B.0.5

C.0.6

D.1.0

2.(2019浙江温州十五校联合体高一上期中,★★☆)如图所示,重20N的物体放在水平地面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,与水平面间的最大静摩擦力为4.5 N。水平推力F1=10N、F2=8N同时作用于物体上。以下说法正确的是()

A.水平推力F1、F2同时作用在物体上时,水平面对物体的静摩擦力大小为2.5N,方向向右

B.若只撤去推力F2,水平面对物体的滑动摩擦力大小为4N,方向为水平向左

C.若只撤去推力F1,水平面对物体的滑动摩擦力大小为3.5N,方向为水平向左

D.若同时撤去F1、F2,水平面对物体的静摩擦力大小为4.5N

3.(2018天津和平校级一模,★★★)如图所示,物体P左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大于原长。若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到把P拉动。在P被拉动之前的过程中,弹簧对P的弹力N的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是()

A.N始终增大,f始终减小

B.N先不变后增大,f先减小后增大

C.N保持不变,f始终减小

D.N保持不变,f先减小后增大

二、非选择题

4.(2018北师大附中高一上期中,★★☆)小明利用木块A做了几个跟摩擦力相关的实验,木块A的质量为0.5kg,g取10m/s2。

(1)如图1所示,小明用垂直于墙的力F将木块A压在竖直墙上,墙和木块A之间的动摩擦因数为0.2,已知力F=15N,求:

①若木块下滑,木块A受到的摩擦力大小;

②若将压木块A的力增大到2F,木块静止,求木块A受到的摩擦力大小。

(2)如图2所示,小明将木块A夹在两长木板之间,左右两边对木板的水平压力大小相等,木块A可在两长木板之间以速度v竖直向下匀速下滑。如果保持两水平压力

的大小、方向不变,要使木块A以3v的速度匀速向上滑动,那么对木块竖直向上的推力应多大?

5.(2019福建师大附中高一上期中,★★☆)一质量不计的弹簧原长为l0=10cm,两端各用F1=4N的力拉弹簧时,弹簧长度为l1=11cm。现将该弹簧一端固定于质量

m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F,如图所示。设弹簧始终在弹性限度内,g 取10N/kg。问:

(1)弹簧的劲度系数多大?

(2)当弹簧拉长至l2=13cm时,物体恰好开始运动。则物体与水平面间的最大静摩擦力多大?

(3)当用水平力拉着物体匀速运动时,弹簧的长度为l3=12cm,则物体与水平面之间的动摩擦因数多大?

答案全解全析

专题强化练7摩擦力的突变问题

1.A由图可知最大静摩擦力为5N,滑动摩擦力为3N,且滑动摩擦力满足公式

F f=μmg,所以μ=0.3,A正确。

2.B水平推力F1、F2同时作用在物体上时,F1-F2=2Nf max,则物体滑动,由滑动摩擦力公式f=μN,得出f=μmg=4N,方向与F1的方向相反,即水平向左,故B正确。若只撤去推力F1,F2>f max,则物体滑动,由滑动摩擦力公式f=μN,得出

f=μmg=4N,方向与F2的方向相反,即水平向右,故C错误。若同时撤去F1、F2,物体不受摩擦力作用,故D错误。

3.D由题意可知,物体一直处于静止状态,弹簧的形变量不变,故弹力N不变;物体放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度大于原长,则弹簧对P的拉力向左,由于水平面粗糙,因此物体P同时受到水平向右的静摩擦力。当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向右拉P,直到把P拉动前的过程中,物体P受到的静摩擦力从水平向右变为水平向左,其大小先减小后增大,故只有D正确。

4.答案(1)①3N②5N(2)10N

解析(1)①木块A受到的摩擦力f1为滑动摩擦力,f1=μN=μF=0.2×15N=3N;

②木块静止,受力平衡,f2为静摩擦力,f2=mg=5N。

(2)木块匀速滑动,受力平衡,下滑时滑动摩擦力大小等于重力,f3=mg=5N,当木块以3v匀速上滑时,滑动摩擦力f4=f3,F推=f4+mg=f3+mg=10N。

5.答案(1)400N/m(2)12N(3)0.4

解析(1)由胡克定律得:F1=k(l1-l0),解得:k=400N/m;

(2)此时最大静摩擦力等于拉力,所以f max=F2=k(l2-l0),解得:f max=12N;

(3)滑块匀速运动摩擦力为f,此时拉力等于滑动摩擦力,有

F3=f=μN=μmg,F3=k(l2-l0),得出:μ=0.4。