2摩擦力

2012届高三物理一轮复习课时作业摩擦力
1.如图所示,木块B放在粗糙的水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上,用水平恒力F向左拉动B,使其以速度v做匀速运动,此时绳水平且拉力大小为T,下面说法正确的是(D )
A.绳子拉力T与水平恒力F大小相等
B.木块A受到的是静摩擦力,大小等于T
C.木板B受到一个静摩擦力,一个滑动摩擦力,合力大小等于F
D.若木板B以2v匀速运动,则拉力仍为F
解析:由于AB之间发生相互滑动,木块A受到的是滑动摩擦力,轻绳上拉力T与AB之间的滑动摩擦力大小相等,选项AB错;木块B 受到A对B向右的滑动摩擦力和地面对B向右的滑动摩擦力,两个滑动摩擦力的合力大小等于F,选项C错;只要木块B做匀速运动,则拉力都与两个滑动摩擦力的合力大小相等,选项D正确.
2.如图所示,OA为一遵从胡克定律的橡皮条,其一端固定于天花板上的O点,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,当绳处在竖直位置时,滑块A对地面有压力作用,B为紧靠
绳的光滑水平小钉,它到天花板的距离OB等于弹性橡皮条的自然长度,现用一水平力F作用于A,
使之向右做直线运动,在运动过程中(在弹性限度内)作用于A的摩擦力应( )
A.逐渐增大
B.逐渐减小
C.保持不变
D.先增大后减小
解析:A在运动中受滑动摩擦力F f､重力mg､水平拉力F､绳拉力F T及地面对A的支持力F N的作用(见右图),
设绳与竖直方向成θ角,建立直角坐标系.在竖直方向合力为零,即F N+F T cosθ=mg,又因为F T=kl′(l′为伸
长量),由图可知,l′cosθ=l AB,所以F N=mg-kl′cosθ是个不变的量,即地面对物体的支持力始终不变.由
F f=μF N可知,F f不变,选择选项C.
3.如图所示,斜面固定在地面上,倾角为37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8),质量为1 kg的滑块,以一定的
初速度沿斜面向下滑,斜面足够长,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力F
f随时
间变化的图象是下图中的(取初速度方向为正方向,取g=10 m/s2)( )
解析:由题意知,下滑力mgsin37°=1×10×0.6 N=6 N,滑动摩擦力
μmgcos37°=0.8×1×10×0.8 N=6.4 N,所以滑块做匀减速运动,最后静止在斜面上,则滑块先
受到滑动摩擦力,大小为6.4 N,后受静摩擦力,大小为6 N,其方向都与初速度方向相反,故A正
确.
答案:A
4.如图所示,水平地面上的物体受重力G和水平作用力F,物体保持静止.
现在使作用力F保持大小不变,方向沿逆时针方向缓缓转过180°,而物体始
终保持静止,则在这个过程中,物体对地面的正压力F N的大小和地面给物体的
摩擦力f的大小的变化情况是( )
A.f不变
B.f先变小后变大
C.F N先变小后变大
D.F N不变
解析:当F由图示位置转过180°
的过程中竖直方向的分力先增大后减小,水平方向的分力先减小后增大,所以
正压力先变小后变大,摩擦力先变小后变大.
答案:BC
5.如图,位于水平地面上的木板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之间的动摩擦因数是μ､P与地面之间的动摩擦因数是2μ,木板P与物块Q的质量都是m,滑轮的质量､滑轮轴上摩擦都不计,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.3μmg
B.4μmg
C.5μmg
D.6μmg
解析:令绳中张力为T,先隔离Q,对Q匀速运动有T=f P→Q;再隔离P,对P匀速运
动有F=f Q→P+T+f地→P,其中f P→Q=f Q→P=μmg,f地→P=2μ×2mg=4μmg,代入上式有
F=6μmg.
答案:D
6.在粗糙水平面上放着一个三角形木块abc,在它的两个粗糙斜面上分别放有质量为m1和m2的两个小物体,m1>m2,如图所示.
若三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块( )
A.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向右
B.有摩擦力的作用,摩擦力的方向水平向左
C.有摩擦力的作用,但摩擦力的方向不能确定,因为m 1、m 2、θ1､θ2的数值并未给出
D.以上结论都不对
解析:由于三角形木块和斜面上的两物体都静止,可以把它们看成一个整体,如图所示,竖
直方向受到重力(m 1+m 2+M)g 和支持力F N 作用处于平衡状态,水平方向无任何滑动趋势,因此不受地面的摩擦力作用.
答案:D
7.如图所示,固定在水平地面上的斜面体顶端安装一定滑轮,两物块P ､Q 用轻绳连接并跨过定
滑轮,P 悬于空中,Q 放在斜面上,均处于静止状态.不计滑轮的质量和绳子与滑轮间的摩擦,当用竖
直向下的恒力推Q 时,P ､Q 仍静止不动,则( )
A.Q 受到的摩擦力一定变小
B.Q 受到的摩擦力一定变大
C.轻绳上的拉力一定变小
D.轻绳上的拉力一定不变
解析:以物体P 为研究对象,可以知道绳子的拉力等于物体P 的重力,故绳子的拉力不变,
选项C 错误,选项D 正确.由于没有对Q 施加竖直向下的恒力时,物体Q 的摩擦力方向不能确
定,故施加竖直向下的恒力后,摩擦力的变化情况不能确定,所以选项A ､B 错误.故正确答案
为D.
答案:D
8.A ､B ､C 三个物体通过细线和光滑的滑轮相连,处于静止状态,如图所示,C 是一箱沙子,
沙子和箱的重力都等于G,动滑轮的质量不计,打开箱子下端开口,使沙子均匀流出,经过时
间t 0流完,则下图中哪个图线表示在这过程中桌面对物体B 的摩擦力f 随时间的变化关系( )
解析:选择A ､B 整体作为研究对象,整体共受到5个力的作用,即:重力G=G A +G B ､支持力F N ､静摩擦力F f ､两根绳子的拉力F 1和F 2.其中F 1=F 2=
2C G .根据力的平衡得:F f =F 1+F 2=G C .所以当沙子均匀流出时,B 选项正确. 答案:B
9.如图所示,水平力F=100 N,木块的重量为40 N 沿着竖直墙壁匀速下滑,则木块与墙壁间的动摩擦因数为μ=________;若水平力增大到200 N,木块受到的摩擦力f
1=________ N;若水平力减小到80 N,木块受到的摩擦力
f 2=________ N.
解析:木块沿墙壁匀速下滑时,滑动摩擦力等于重力,则μ=40100
f m
g N F ===0.4 当水平力增大到200 N 时,木块静止不动,这时摩擦力为静摩擦力即f 1=mg=40 N,
若水平力减小到80 N,木块加速下滑,所受滑动摩擦力为f 2=μ N=0.4×80=32 N.
答案:0.4 40 N 32 N
10.如图,人重600 N,木块A 重400 N,人与A ､A 与地面的动摩擦因数均为0.2,现人用水
平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:
(1)人对绳的拉力;
(2)人脚对A 的摩擦力的方向和大小.
解析:设绳子的拉力为F T ,物体与地面间的摩擦力为F fA ,
(1)取人和木块为整体,并对其进行受力分析,如图甲所示,由题意可知F fA=μ(m A+m人)g=200 N.
由于系统处于平衡状态,故2F T=F fA,所以F T=100 N.
(2)取人为研究对象,对其进行受力分析,如图乙所示.
由于人处于平衡状态,故F T=F f人=100 N
由于人与木块A处于相对静止状态,故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力.
由牛顿第三定律可知人脚对木块的摩擦力方向向右,大小为100 N.
答案:(1)100 N (2)100 N 方向向右
11.如图所示,重力为G1=10 N的物体A与重力为G2=50 N的物体B用跨过定滑轮的轻绳连接,B
物体放在水平桌面上,且绳的BO段水平 ,AO段竖直,已知B与桌面间的最大静摩擦力F m=8 N,为使A､
B均保持静止,可对B物体加一个水平向左的拉力F,试确定拉力F的大小应满足的条件.
解析:F取最大值时,有:F1=F m+G A=18 N;F取最小值时,有:F2+F m=G A,∴F2=2 N
则F的范围为:2 N≤F≤18 N.
答案:2 N≤F≤18 N
12.有一只小虫重为G,不慎跌入一个碗中,如图所示,碗内壁为一半径为R的球壳
的一部分,且其深度为D,碗与小虫脚间的动摩擦因数为μ,若小虫可顺利爬出此碗口
而不会滑入碗底,则D的最大值为多少?(用G､R､μ表示D.已知最大静摩擦力近似等于
滑动摩擦力)
解析:设过碗的边缘的半径与竖直方向的夹角为φ,小虫爬到碗的边缘时所受到
的支持力为F N,摩擦力为F f,受力情况如图所示,
则Gcosφ=F N
Gsinφ=F f
F f=μF N
所以有tanφ=μ由几何关系可知D=R(1-cosφ),
)R.
联立上述各式可解得。