高考物理(人教版通用)大一輪復習講義【配套word版文檔】第二章 第2課時 摩擦力(18頁含解析)
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1、 第2課時 摩擦力 考綱解讀 1.會判斷摩擦力的有無和方向.2.會計算摩擦力的大?。? 1.[對摩擦力的理解]下列關于摩擦力的說法準確的是 ( ) B.摩擦力的大小與相對應的正壓力成正比 C.運動著的物體不可能受靜摩擦力作用,只能受滑動摩擦力作用 答案 D 解析 摩擦力的方向與物體的運動方向能夠相同也能夠相反,故A錯;靜摩擦力的方向總是與物體間相對運動趨勢的方向相反,故D對;靜摩擦力存有于相對靜止的物體間,物體能夠是靜止的,也能夠是運動的,故C錯;滑動摩擦力大小與正壓力成正比,靜摩擦力與正壓力無關,最大靜摩擦力與正壓力成正比,故B錯. 2.[對滑動摩擦力的理
2、解]相關滑動摩擦力的下列說法中,準確的是 ( ) A.有壓力一定有滑動摩擦力 B.有滑動摩擦力一定有壓力 C.滑動摩擦力總是與接觸面上的壓力垂直 D.只有運動物體才受滑動摩擦力 答案 BC 解析 產(chǎn)生滑動摩擦力的條件有四個:相互接觸、擠壓、接觸面粗糙、發(fā)生相對滑動,四者缺一不可.由產(chǎn)生滑動摩擦力的條件可知A選項錯,B選項準確.滑動摩擦力方向與接觸面相切,而壓力垂直于接觸面,所以滑動摩擦力方向跟接觸面所受壓力垂直,C選項準確.如擦黑板時,黑板是靜止的,但其相對黑板擦是運動的,也受滑動摩擦力,所以關鍵是“相對運動”,故D選項錯誤. 3.[關于摩擦力的計算]在水平力F作用下,重
3、為G的物體沿墻壁勻速下滑, 如圖1所示.若物體與墻壁之間的動摩擦因數(shù)為μ,則物體所受的摩擦力 的大小為 ( ) A.μF B.μF+G 圖1 C.G D. 答案 AC 解析 水平方向F=FN,由Ff=μFN得Ff=μF;由豎直方向二力平衡得Ff=G. 考點梳理 1.定義:兩個相互接觸的物體,當它們發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時,在接觸面上產(chǎn)生防礙相對運動或相對運動趨勢的力. 2.產(chǎn)生條件 (1)接觸面粗糙; (2)接觸處有擠壓作用; (3)兩物體間有相對運動或相對運動的趨勢. 3.方向
4、:與受力物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反.
4.大小
(1)滑動摩擦力:F=μFN;
(2)靜摩擦力:0 5、方向.
圖3
答案 (a)A受沿傳送帶向上的靜摩擦力.
(b)A受沿斜面向上的靜摩擦力.
(c)A受豎直向上的靜摩擦力.
(d)酒瓶A受豎直向上的靜摩擦力.
(e)A受水平向右的靜摩擦力.
方法提煉
1.判斷靜摩擦力方向的方法——假設法
2.滑動摩擦力的計算
Ff=μFN.FN是產(chǎn)生滑動摩擦力的前提,且FN與Ff一定相互垂直.
考點一 靜摩擦力方向的判斷
1.假設法:靜摩擦力的方向一定與物體相對運動趨勢方向相反,利用“假設法”能夠判斷出物體相對運動趨勢的方向.
2.狀態(tài)法:根據(jù)二力平衡條件、牛頓第二定律,能夠判斷靜摩擦力的方向.
3.利用牛頓第三定律 6、(即作用力與反作用力的關系)來判斷,此法關鍵是抓住“力是成對出現(xiàn)的”,先確定受力較少的物體受到的靜摩擦力的方向,再根據(jù)“反向”確定另一物體受到的靜摩擦力的方向.
例1 (2011天津2)如圖4所示,A、B兩物塊疊放在一起,在粗糙的水
平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運動,運動過程中B受到
的摩擦力 ( ) 圖4
A.方向向左,大小不變
B.方向向左,逐漸減小
C.方向向右,大小不變
D.方向向右,逐漸減小
解析 對A、B整體受力分析如圖所示,滑動摩擦力F使整體產(chǎn)生加
速度a,a等于μg不變,對B受力分析知,B所受靜摩擦力Ff=mBa=
μmBg 7、,大小不變,方向向左,故A對,B、C、D錯.
答案 A
應用“狀態(tài)法”解題時應注意的問題
狀態(tài)法是分析判斷靜摩擦力有無及方向、大小的常用方法,用該方法
能夠不必分析物體相對運動的趨勢,使模糊不清的問題明朗化,復雜的問
題簡單化.在使用狀態(tài)法處理問題時,需注意以下兩點:
(1)明確物體的運動狀態(tài),分析物體的受力情況,根據(jù)平衡方程或牛頓第二
定律求解靜摩擦力的大小和方向.
(2)靜摩擦力的方向與物體的運動方向沒有必然關系,可能相同,也可能相
反,還可能成一定的夾角.
突破訓練1 如圖5所示,兩個方向相反的水平力F1和F2分別作用在
物體B、C上,力的大小滿 8、足F2=2F1=2F.物體A、B、C均處于靜
止狀態(tài),各接觸面與水平地面平行.物體A、C間的摩擦力大小 圖5
為Ff1,物體B、C間的摩擦力大小為Ff2,物體C與地面間的摩擦力大小為Ff3,則( )
A.Ff1=F,F(xiàn)f2=F,F(xiàn)f3=0
B.Ff1=0,F(xiàn)f2=F,F(xiàn)f3=F
C.Ff1=F,F(xiàn)f2=0,F(xiàn)f3=0
D.Ff1=0,F(xiàn)f2=F,F(xiàn)f3=2F
答案 B
解析 由于各物體均靜止,所以它們受到的合外力均為零;物體A不會受C的摩擦力,否則A將加速,和題意狀態(tài)矛盾,所以Ff1=0;B受到的合外力為零,則Ff2=F1=F;對C受力分析,水平方向上應有 9、:F2=Ff2′+Ff3=F+Ff3,F(xiàn)f3=F,即地面對C有向右的摩擦力F,綜上所述可知,選項B正確.
考點二 摩擦力大小的計算
計算摩擦力時首先要分清是靜摩擦力還是滑動摩擦力.
(1)滑動摩擦力由公式F=μFN計算,應用此公式時要注意以下兩點:
①μ為動摩擦因數(shù),其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關;FN為兩接觸面間的正壓力,其大小不一定等于物體的重力.
②滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關,與接觸面積的大小無關.
(2)靜摩擦力的計算
①它的大小和方向都跟產(chǎn)生相對運動趨勢的力密切相關,跟接觸面相互擠壓力FN無直接關系,因此它具有大小、方向的可變性,變化性強是它的特點. 10、對具體問題,要具體分析研究對象的運動狀態(tài),根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡、加速等),由力的平衡條件或牛頓運動定律求解.
②最大靜摩擦力Fmax:是物體將要發(fā)生相對運動這一臨界狀態(tài)時的摩擦力.它的數(shù)值與FN成正比,在FN不變的情況下,F(xiàn)max比滑動摩擦力稍大些,通常認為二者相等,而靜摩擦力可在0~Fmax間變化.
例2 如圖6所示,人重600 N,木塊A重400 N,人與木塊、木塊與水
平面間的動摩擦因數(shù)均為0.2.現(xiàn)人用水平力拉繩,使他與木塊一起
向右做勻速直線運動,滑輪摩擦不計,求:
(1)人對繩的拉力大??; 圖6
(2)人腳對A的摩擦力的大小和方向.
解析 11、設繩子的拉力為FT,木塊與地面間的摩擦力為FfA.
(1)取人和木塊為整體,并對其進行受力分析,如圖甲所示,由題意可知
FfA=μ(mA+m人)g=200 N. 甲
由于系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),故
2FT=FfA
所以FT=100 N.
(2)取人為研究對象,對其進行受力分析,如圖乙所示.
由于人處于平衡狀態(tài),故
FT=Ff人=100 N
由于人與木塊A處于相對靜止狀態(tài),故人與木塊A之間的摩擦力為靜摩擦力. 乙
由牛頓第三定律可知人腳對木塊A的摩擦力方向水平向右,大小為100 N.
答案 (1)100 N (2)100 N 方向水平向 12、右
1.在分析兩個或兩個以上物體間的相互作用時,一般采用
整體法與隔離法進行分析.
2.受靜摩擦力作用的物體不一定是靜止的,受滑動摩擦力作用的物體
不一定是運動的.
3.摩擦力阻礙的是物體間的相對運動或相對運動趨勢,但摩擦力不一
定阻礙物體的運動,即摩擦力不一定是阻力.
突破訓練2 如圖7所示,質(zhì)量為mB=24 kg的木板B放在水平地面上,
質(zhì)量為mA=22 kg的木箱A放在木板B上.一根輕繩一端拴在木箱上,
另一端拴在天花板上,輕繩與水平方向的夾角為θ=37.已知木箱A
與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5.現(xiàn)用水平向右、大小為200 N的 13、 圖7
力F將木板B從木箱A下面勻速抽出(sin 37≈0.6,cos 37≈0.8,重力加速度g取10 m/s2),則木板B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2的大小為 ( )
A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6
答案 A
解析 對A受力分析如圖甲所示,由題意得
FTcos θ=Ff1 ①
FN1+FTsin θ=mAg ②
Ff1=μ1FN1 ③
由①②③得:FT=100 N
對A、B整體受力分析如圖乙所示,由題意得
14、
FTcos θ+Ff2=F ④
FN2+FTsin θ=(mA+mB)g ⑤
Ff2=μ2FN2 ⑥
由④⑤⑥得:μ2=0.3,故A答案正確.
考點三 摩擦力的突變問題
當物體的受力情況發(fā)生變化時,摩擦力的大小和方向往往會發(fā)生變化,有可能會導致靜摩擦力和滑動摩擦力之間的相互轉(zhuǎn)化.
該類問題常涉及摩擦力的突變問題,在分析中很容易發(fā)生失誤.在解決此類問題時應注意以下兩點:
(1)如題干中無特殊說明,一般認為最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力.
(2)由于此類問題涉及的過程較為復雜,采用特殊位置法解題往往 15、比采用過程分析法解題更為簡單.
例3 長直木板的上表面的一端放有一個木塊,如圖8所示,木板由水平
位置緩慢向上轉(zhuǎn)動(即木板與地面的夾角α變大),另一端不動,則木塊
受到的摩擦力Ff隨角度α的變化圖象是下列圖中的 ( ) 圖8
解析 解法一:過程分析法
(1)木板由水平位置剛開始運動時:α=0,F(xiàn)f靜=0.
(2)從木板開始轉(zhuǎn)動到木板與木塊發(fā)生相對滑動前:木塊所受的是
靜摩擦力.由于木板緩慢轉(zhuǎn)動,可認為木塊處于平衡狀態(tài),受力
分析如圖:
由平衡關系可知,靜摩擦力大小等于木塊重力沿木板向下的分力:Ff靜=mgsin α.因此,靜摩擦力隨α的增大而增大,它們滿足正 16、弦規(guī)律變化.
(3)木塊相對于木板剛好要滑動而沒滑動時,木塊此時所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力Ffm.α繼續(xù)增大,木塊將開始滑動,靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮?,且滿足:Ffm>Ff滑.
(4)木塊相對于木板開始滑動后,F(xiàn)f滑=μmgcos α,此時,滑動摩擦力隨α的增大而減小,滿足余弦規(guī)律變化.
(5)最后,α=,F(xiàn)f滑=0
綜上分析可知選項C正確.
解法二:特殊位置法
本題選兩個特殊位置也可方便地求解,具體分析見下表:
特殊位置
分析過程
木板剛開始運動時
此時木塊與木板無摩擦,即Ff靜=0,故A選項錯誤.
木塊相對于木板剛好要滑動而沒滑動時
木塊此時所受的靜摩擦力為最大靜摩 17、擦力,且大于剛開始運動時所受的滑動摩擦力,即Ffm>Ff滑,故B、D選項錯誤.
由以上分析知,選項C正確.
答案 C
解決本題的關鍵在于理清物理過程,分析物體所受的
摩擦力的類型,然后分階段或選用恰當?shù)奈弧≈眠M行分析,
在本題中,如認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,則答案應為B項.
突破訓練3 如圖9所示,把一重為G的物體,用一水平方向的推力
F=kt(k為恒量,t為時間)壓在豎直的足夠高的平整墻上,從t=0
開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關系是下圖中的 ( ) 圖9
答案 B
解析 物體在豎直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用.由于Ff從零開始均勻增大 18、,開始一段時間Ff 19、塊做勻加速運動,丙圖中木塊側(cè)立在水平面上做與甲圖相同的運動.則下列關于甲、乙、丙三圖中木塊所受滑動摩擦力大小關系的判斷正確的是 ( )
圖10
A.Ff甲=Ff乙 20、度有關,與兩物體的材料有關,但與接觸面積無關,與相對運動狀態(tài)也無關.
(2)不能認識到摩擦力性質(zhì)、方向、大小會發(fā)生突變而產(chǎn)生錯誤
例5 物體A的質(zhì)量為1 kg,置于水平地面上,物體與地面的動摩擦因數(shù)μ=0.2.從t=0時刻開始,物體以一定初速度v0向右滑行的同時,受到一個水平向左、大小恒為F0=1 N的作用力.則反映物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象是(取向右為正方向) ( )
誤區(qū)警示 誤認為物體減速到零后,再反向加速,而誤選B項.
正確解析 物體在向右滑行時,受到的是滑動摩擦力,F(xiàn)f1=μmg=2 N,方向向左.由于F0=1 N 21、,其大小為Ff2=F0=1 N,方向和F0的方向相反,即向右.因此C正確.
答案 C
正本清源 在分析摩擦力的大小與方向時,應首先判斷準摩擦力的種類.
(3)認為靜止的物體只能受到靜摩擦力,運動的物體只能受到滑動摩擦力
例6 在圖11甲中,箱子放在汽車上,汽車啟動時,箱子隨汽車一起從靜止到運動.在圖乙中,A在拉力F的作用下運動,B靜止不動,試分別分析車中的箱子及物體B所受摩擦力的性質(zhì)與方向.
甲 乙
圖11
誤區(qū)警示 有的學生認為甲中的箱子隨車一起加速,它受的摩擦力一定是滑動摩擦力;認為乙中的B靜止,沒有運動,因而受的是靜摩擦力.
正確解析 在圖甲中,雖然 22、箱子是運動的,但是卻受到了汽車對它水平向右的靜摩擦力作用.在圖乙中,雖然B是靜止的,但是卻受到了A對它水平向左的滑動摩擦力作用.
答案 見解析
正本清源 判斷物體具有“相對運動”或“相對運動趨勢”不是以地面為參考系,而是以相互作用的另外一個物體作為參考系,因此靜止的物體可能受到靜摩擦力,也可能受到滑動摩擦力;運動的物體可能受到滑動摩擦力,也可能受到靜摩擦力.
高考題組
1.(2012海南單科8)下列關于摩擦力的說法,正確的是 ( )
A.作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速,不可能使物體加速
B.作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速,不可能使物體減速
C.作用 23、在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速,也可能使物體加速
D.作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速,也可能使物體減速
答案 CD
解析 摩擦力總是阻礙物體的相對運動(或相對運動趨勢),而物體間的相對運動與物體的實際運動無關.當摩擦力的方向與物體的運動方向一致時,摩擦力是動力,方向相反時為阻力,故C、D項正確.
2.(2011安徽14)一質(zhì)量為m的物塊恰好靜止在傾角為θ的斜面上.現(xiàn)對
物塊施加一個豎直向下的恒力F,如圖12所示.則物塊 ( )
A.仍處于靜止狀態(tài)
B.沿斜面加速下滑 圖12
C.受到的摩擦力不變
D.受到的合外力增大
答案 A
解 24、析 由于物塊恰好靜止在斜面上,由平衡條件知
mgsin θ=μmgcos θ ①
當加一豎直向下的力F時
Ff=μ(mg+F)cos θ ②
由①②得Ff=(mg+F)sin θ,所以物塊仍保持靜止.
3.(2011海南5)如圖13,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物塊
正在沿斜面以速度v0勻速下滑,斜劈保持靜止,則地面對斜劈的摩
擦力 ( )
A.等于零 圖13
B.不為零,方向向右
C.不為零,方向向左
D.不為零,v0較大時方向向左,v0較小時方向向右 25、
答案 A
解析 解法一 整體法.
選物塊和斜劈組成的系統(tǒng)為研究對象,由于系統(tǒng)的加速度等于零,合力等于零,故系統(tǒng)在水平方向的合力等于零,因此地面對斜劈的摩擦力等于零.故A正確.
解法二 隔離法.
選物塊為研究對象,受力情況如圖所示,由于物塊勻速運動,
故Ffcos α=FNsin α.
選斜劈為研究對象,受力情況如圖所示,假設地面對斜劈的
摩擦力為Ff″向右,則根據(jù)平衡條件,得Ff″+FN′sin α=
Ff′cos α,且Ffcos α=FNsin α,F(xiàn)N′=FN,F(xiàn)f′=Ff,所以Ff″=Ffcos α-Ffcos α=0.故A正確.
4.(2010課標全國18)如圖 26、14所示,一物塊置于水平地面上,當用與水平方向成60角的力F1拉物塊時,物塊做勻速直線運動;當改用與水平方向成30角的力F2推物塊時,物塊仍做勻速直線運動.若F1和F2的大小相等,則物塊與地面之間的動摩擦因數(shù)為 ( )
圖14
A.-1 B.2- C.- D.1-
答案 B
解析 當用F1拉物塊時,由勻速直線運動的受力特點知:
F1cos 60=μFN1 ①
FN1+F1sin 60=mg ②
當用F2推物塊時,由勻速直線運動的受力特點知:
F2cos 30=μFN2 27、 ③
mg+F2sin 30=FN2 ④
又由題意知F1=F2 ⑤
聯(lián)立①②③④⑤得μ=2-
模擬題組
5.在滅火搶險的過程中,消防隊員有時要借助消防車上的梯子爬到
高處進行救人或滅火作業(yè),如圖15所示.已知消防車梯子的下
端放置在粗糙的車廂表面上,上端靠在摩擦很小的豎直玻璃幕墻
上.消防車靜止不動,在消防隊員沿梯子勻速向上爬的過程中,
下列說法正確的是 ( ) 圖15
A.車廂對梯子的作用力大小不變
B.墻對梯子的彈力大小不變
C.地面對車的摩擦力逐漸增大
D.地面對車的彈力大小不變
28、
答案 CD
解析 對梯子及消防隊員整體受力分析,墻對梯子的彈力FNx、梯子的重力mg及車廂對梯子的作用力F,這三個力必定為共點力,必定相交于一點,隨著消防隊員的重心往上移動,可知墻對梯子的彈力FNx增大、車廂對梯子的作用力增大,A、B均錯.對消防車、消防隊員及梯子整體受力分析:水平方向有地面對車的摩擦力Ff和墻對梯子的彈力FNx,且Ff=FNx,豎直方向有整體的重力G和地面對車的彈力FNy.系統(tǒng)均處于平衡狀態(tài),故地面對車的彈力大小FNy總等于整體的重力G,D對;FNx增大,則Ff增大,C對.
6.如圖16所示,楔形物塊a固定在水平地面上,在其斜面上靜止著
小物塊b.現(xiàn)用大小一定的力F分 29、別沿不同方向作用在小物塊b上,
小物塊b仍保持靜止,如下圖所示.則a、b之間的靜摩擦力一定
增大的是 ( ) 圖16
答案 A
解析 未加力F前對b進行受力分析可知,b受沿斜面向上的靜摩擦力.A中加力F后,靜摩擦力一定增大;B、C中加力F后,靜摩擦力可能減小,B、C錯;D中加力F后,靜摩擦力不變,D錯.A選項正確.
(限時:45分鐘)
?題組1 對摩擦力的理解
1.關于摩擦力,有人總結了“四條不一定”,其中說法錯誤的是 ( )
A.摩擦力的方向不一定與物體的運動方向相同
B.靜摩擦力的方向不一定與運動方向共線
C.受靜 30、摩擦力或滑動摩擦力的物體不一定靜止或運動
D.靜摩擦力一定是阻力,滑動摩擦力不一定是阻力
答案 D
解析 摩擦力的方向與跟它相接觸的物體的相對運動方向或相對運動趨勢的方向相反,與它的運動方向可能相同,也可能相反,也可能不在一條直線上,故A、B正確;運動的物體可受靜摩擦力作用,如隨傳送帶一起加速的物體,靜止的物體可受滑動摩擦力作用,如滑塊滑過固定的木板時木板受的力,故C正確;靜摩擦力也可以充當動力,故D不正確.
2.卡車上放一木箱,車在水平路面上運動時,以下說法中正確的是 ( )
A.車啟動時,木箱給卡車的摩擦力向后
B.車做勻速直線運動時,車給木箱的摩擦力向前
C.車做勻 31、速直線運動時,車給木箱的摩擦力為零
D.車突然制動時,木箱獲得向前的摩擦力,使木箱向前滑動
答案 AC
解析 車啟動時,卡車及木箱均有向前的加速度,故卡車應給木箱一個向前的摩擦力,其反作用力應向后,故A項正確;勻速運動時,水平方向不受力或合力為零,故B項錯誤,C項正確.車突然制動時,減速運動,故加速度向后,木箱獲得的摩擦力也向后,木箱向前減速滑行,D項錯誤.
3.人握住旗桿勻速上爬,則下列說法正確的是 ( )
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.人握旗桿用力越大,人受的摩擦力也越大
D.人握旗桿用力越大,并不會使人受的摩擦力也 32、增大
答案 BD
解析 人的手與旗桿是相對靜止的,人受到的是靜摩擦力,方向沿桿向上,由二力平衡可知,摩擦力大小始終等于人的重力大小,故B、D正確.
4.如圖1所示,物塊A放在傾斜的木板上,木板的傾角α分別為30
和45時物塊所受摩擦力的大小恰好相同,則物塊和木板間的動摩
擦因數(shù)為 ( )
A. B. 圖1
C. D.
答案 C
解析 由題意可以判斷出,當傾角α=30時,物塊受到的摩擦力是靜摩擦力,大小為Ff1=mgsin 30,當α=45時,物塊受到的摩擦力為滑動摩擦力,大小為Ff2=μFN=μmgco 33、s 45,由Ff1=Ff2得μ=.
題組2 靜摩擦力分析和計算
5.如圖2所示,有一重力不計的方形容器,被水平力F壓在豎直的
墻面上處于靜止狀態(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水,直到注滿為止,
此過程中容器始終保持靜止,則下列說法正確的是 ( )
A.容器受到的摩擦力不斷增大 圖2
B.容器受到的摩擦力不變
C.水平力F必須逐漸增大
D.容器受到的合力逐漸增大
答案 A
解析 由于容器始終保持靜止,故摩擦力為靜摩擦力,而且始終與容器受到的重力平衡,由于水的質(zhì)量不斷增大,因此靜摩擦力也隨之增大,只有A正確.
6.如圖3所示,傾角為θ的斜面體C置于水平面上,B置于 34、斜面上,
通過細繩跨過光滑的定滑輪與A相連接,連接B的一段細繩與斜
面平行,A、B、C都處于靜止狀態(tài).則 ( )
A.B受到C的摩擦力一定不為零 圖3
B.C受到水平面的摩擦力一定為零
C.不論B、C間摩擦力大小、方向如何,水平面對C的摩擦力方向一定向左
D.水平面對C的支持力與B、C的總重力大小相等
答案 C
解析 由于B受到的重力沿斜面向下的分力與繩對它的拉力
關系未知,所以B受到C的摩擦力情況不確定,A錯;對B、
C整體,受力如圖所示,C受到水平面的摩擦力與拉力的水平
分力相等,水平面對C的支持力等于B、C的總重力大小與拉力的豎直分力的差 35、值,故C對,B、D錯.
7.如下圖所示,質(zhì)量為m的物塊,在力F作用下靜止于傾角為α的斜面上,力F大小相等且F 36、物
體仍然靜止,則下列說法中正確的是( )
A.物體乙對于物體甲的摩擦力一定減小 圖4
B.物體丙對于物體甲的壓力一定減小
C.物體乙對于地面的摩擦力一定減小
D.物體丙對于物體甲的摩擦力可能減小
答案 C
解析 把甲、丙看做一個整體,甲受的摩擦力有兩種情況,①(m甲+m丙)gsin α+Ff=
Fcos α;②(m甲+m丙)gsin α=Fcos α+Ff.如是第①種情況,F(xiàn)減小,F(xiàn)f減小;如是第②種情況,F(xiàn)減小,F(xiàn)f增大,A項錯誤.甲對丙的支持力、摩擦力不隨F的變化而變化,選項B、D錯誤.把甲、乙、丙看做一個整體,F(xiàn)f地乙=F,F(xiàn)減小時,F(xiàn)f地乙一定減小,選 37、項C正確.
9.質(zhì)量為m的木塊被水平力F緊壓在傾角為θ=60的固定木板上靜止,
如圖5所示.則木板對木塊的作用力大小為 ( )
A.F B.F
C.F D. 圖5
答案 D
10.如圖6所示,斜面小車M靜止在光滑水平面上,一邊緊貼墻壁.若再
在斜面上加一物體m,且M、m都靜止,此時小車受力個數(shù)為 ( )
A.3 B.4
C.5 D.6 圖6
答案 B
解析 對M和m整體,它們必受到重力和地面支持力,因小車
靜止,由平衡條件知墻面對小車必無作用力, 38、以小車為研究對象,
如圖所示,它受四個力:重力Mg,地面的支持力FN1,m對它的
壓力FN2和靜摩擦力Ff,由于m靜止,可知Ff和FN2的合力必定豎直向下,故B項正確.
題組3 對滑動摩擦力分析和計算的考查
11.已知一些材料間的動摩擦因數(shù)如下表所示:
材料
木—金屬
木—木
木—冰
鋼—鋼
動摩擦因數(shù)
0.20
0.30
0.03
0.25
如圖7所示,一質(zhì)量為1.0 kg的物塊放置在某材料制作的固定斜面上,
斜面傾角為30,現(xiàn)用彈簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物塊,
使其勻加速上升,讀得彈簧秤的示數(shù)為8.17 N,則兩接觸面的材料可
能是( 39、g取10 m/s2) ( )
A.木—金屬 B.木—木
C.鋼—鋼 D.木—冰
答案 C
解析 對物塊受力分析,由牛頓第二定律有
F-Mgsin 30-μMgcos 30=Ma,
所以μ==0.25,C正確.
12.如圖8所示,質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上向右滑行,
木塊受到向右的拉力F的作用,長木板處于靜止狀態(tài),已知木塊
與長木板間的動摩擦因數(shù)為μ1,長木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2, 圖8
則 ( )
A.長木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.長木板 40、受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.當F>μ2(m+M)g時,長木板便開始運動
D.無論怎樣改變F的大小,長木板都不可能運動
答案 AD
解析 m在F作用下向右滑行時受的滑動摩擦力為μ1mg,同樣m對M的摩擦力也為μ1mg.由M靜止,可知地面對M的靜摩擦力Ff=μ1mg,且Ff=μ1mg一定小于等于長木板與地面間的最大靜摩擦力.A項對,B項錯.無論所加的F多大,m對M的摩擦力都不會大于μ1mg,木板也就不可能運動,所以C項錯,D項對.
13.如圖9所示,兩個長方體木塊P、Q疊放在水平地面上.第一次用
大小為F的水平拉力拉P,第二次也用大小為F的水平拉力拉Q,
兩次都 41、能使P、Q保持相對靜止共同向右做勻速運動.設第一次 圖9
PQ間、Q與地面間的摩擦力大小分別為Ff1、Ff1′,第二次PQ間、Q與地面間的摩擦力大小分別為Ff2、Ff2′,則下列結論正確的是 ( )
A.Ff1=Ff1′=Ff2=Ff2′=F
B.Ff1=Ff1′=Ff2=Ff2′ 42、C正確.
14.在粗糙的水平面上放一物體A,A上再放一質(zhì)量為m的物體B,
A、B間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)施加一水平力F作用于A(如圖10
所示),計算下列情況下A對B的摩擦力.
(1)當A、B一起做勻速運動時. 圖10
(2)當A、B一起以加速度a向右勻加速運動時.
(3)當力F足夠大而使A、B發(fā)生相對滑動時.
(4)當A、B發(fā)生相對滑動,且B物體的伸到A的外面時.
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
解析 (1)因A、B向右勻速運動,B物體受到的合力為零,所以B物體受到的摩擦力為零.
(2)因 43、A、B無相對滑動,所以B受到的摩擦力是靜摩擦力,此時不能用Ff=μFN來計算,對B物體受力分析,由牛頓第二定律得F合=ma,所以Ff=ma,方向水平向右.
(3)因A、B發(fā)生相對滑動,所以B受到的摩擦力是滑動摩擦力,即Ff=μFN=μmg,方向水平向右.
(4)因滑動摩擦力的大小與物體間的接觸面積大小無關,所以Ff=μmg,方向水平向右.
15.如圖11所示,質(zhì)量為mB=14 kg的木板B放在水平地面上,質(zhì)量
為mA=10 kg的貨箱A放在木板B上.一根輕繩一端拴在貨箱上,
另一端拴在地面,繩繃緊時與水平面的夾角為θ=37.已知貨箱A
與木板B之間的動摩擦因數(shù)μ1=0.5,木板B 44、與地面之間的動摩擦 圖11
因數(shù)μ2=0.4.重力加速度g取10 m/s2.現(xiàn)用水平力F將木板B從貨箱A下面勻速抽出,試求:(sin 37=0.6,cos 37=0.8)
(1)繩上張力FT的大??;
(2)拉力F的大?。?
答案 (1)100 N (2)200 N
解析 (1)對A進行受力分析可知A受四個力作用,分解繩的拉力,根據(jù)A受力平衡可得
FN1=mAg+FTsin θ,F(xiàn)f1=FTcos θ,F(xiàn)f1=μ1FN1
解得FT=
代入數(shù)據(jù)得繩子張力FT=100 N.
(2)對B進行受力分析可知B受六個力的作用
地面對B的支持力
FN2=mBg+FN1,而FN1=mAg+FTsin θ=160 N
拉力F=μ2FN2+μ1FN1=200 N.
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