资源描述
一、选择题(本大题共10小题,每小题7分,共70分。多选题已在题号后标出,选不全得4分)
1.(多选)对于相互接触的两个物体之间同一接触面上的弹力和摩擦力,以下说法中正确的是( )
A.有弹力必有摩擦力
B.有摩擦力必有弹力
C.摩擦力的大小确定与弹力成正比
D.摩擦力的方向确定与弹力的方向垂直
2.(多选)(2021·济宁模拟)如图所示,小球A的重力为G=20N,上端被竖直悬线挂于O点,下端与水平桌面相接触,悬线对球A、水平桌面对球A的弹力大小可能为( )
A.0,G B.G,0
C., D.,G
3.自卸式运输车是车厢配有自动倾卸装置的汽车,又称为翻斗车、工程车,由汽车底盘、液压举升机构、取力装置和货厢组成。如图所示,在车厢由水平位置渐渐抬起的过程中,有关货物所受车厢的支持力N和摩擦力f,下列说法中正确的是( )
A.摩擦力f渐渐增大 B.摩擦力f先增大后不变
C.支持力N渐渐减小 D.支持力N先减小后不变
4.一个长度为L的轻弹簧,将其上端固定,下端挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L。现将两个这样的弹簧按如图所示方式连接,A、B两小球的质量均为m,则两小球平衡时,B小球距悬点O的距离为(不考虑小球的大小)( )
A.3L B.4L C.5L D.6L
5.如图所示,用水平力F推乙物块,使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动,各物块受到摩擦力的状况是( )
A.甲物块受到一个摩擦力的作用
B.乙物块受到两个摩擦力的作用
C.丙物块受到两个摩擦力的作用
D.丁物块没有受到摩擦力的作用
6.(2021·佛山模拟)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。物体A、B均处于静止状态,下列说法中正确的是( )
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
7.(2021·冀州模拟)木块A、B的重力均为40N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了
Δx=2.0cm,弹簧的劲度系数k=400N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用F=10N的水平力推木块B,如图所示,力F作用后( )
A.木块A所受静摩擦力大小为10N
B.弹簧的压缩量变为2.5cm
C.木块B所受静摩擦力为0
D.木块B所受静摩擦力大小为2.0N
8.(2021·大同模拟)叠罗汉是一种二人以上层层叠成各种造型的玩耍形式,也是一种高难度的杂技。图示为六人叠成的三层静态造型,假设每个人的重量均为G,下面五人的背部均呈水平状态,则最底层正中间的人的一只脚对水平地面的压力约为( )
9.如图所示,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的摩擦力确定不为零
B.C受到水平面的摩擦力确定为零
C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力方向确定向左
D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
10.(多选)(力气挑战题)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确定是μ1mg
B.长木板受到地面的摩擦力的大小确定是μ2(m+M)g
C.当F>μ2(m+M)g时,长木板便开头运动
D.无论怎样转变F的大小,长木板都不行能运动
二、计算题(本大题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
11.(2021·泸州模拟)(14分)为了测定木块和竖直墙壁之间的滑动摩擦因数,某同学设计了一个试验:用一根弹簧将木块压在墙上,同时在木块下方有一个拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动),如图所示。现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G,求动摩擦因数μ。
12.(16分)如图所示,人重600N,木块A重400N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为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)人对绳的拉力大小;
(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向。
答案解析
1.【解析】选B、D。弹力是摩擦力产生的必要条件之一,但有弹力不愿定有摩擦力,A项错,B项正确;摩擦力有静摩擦力和滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与弹力成正比,但静摩擦力与弹力的大小无必定关系,C项错;弹力的方向总是垂直于接触面而指向被压或被支持的物体,摩擦力的方向总是沿着接触面并与接触面相切,D项正确。
2.【解析】选A、B、C。球A处于静止状态,球A所受的力为平衡力,即线对球的拉力T及桌面对球的支持力N共同作用与重力G平衡,即T+N=G,若线恰好伸直,则T=0,N=G,A对;若球刚好离开桌面,则N=0,T=G,B对;也可能N=T=,C对;而D选项中,竖直向上的合力为+G=2G>G,故D错。
3.【解析】选C。车厢相当于斜面(设其与水平方向的夹角为α),车厢由水平位置渐渐抬起的过程,斜面与水平方向的夹角增大。货物所受车厢的支持力N=mgcosα渐渐减小,故选项C正确,D错误;货物所受车厢的摩擦力f不能推断是静摩擦力还是滑动摩擦力,故选项A、B错误。
4.【解析】选C。一个弹簧挂一个质量为m的小球时,弹簧的总长度变为2L,伸长L,劲度系数k=,若两个小球如题图所示悬挂,则下面的弹簧伸长L,上面的弹簧受力2mg,伸长2L,则弹簧的总长为L+L+L+2L=5L。故C正确。
5.【解析】选C。四个物块做匀速运动,故F合=0,所以甲不受摩擦力,乙受到丙施加的向左的摩擦力,丙受到乙、地面施加的摩擦力,丁受到地面的摩擦力,故C项正确。
6.【解析】选D。弹簧被压缩,给物体B的弹力水平向左,因此物体B平衡时必受到水平向右的摩擦力,则B对A的摩擦力水平向左,故A、B均错误;取A、B整体为争辩对象,因系统静止,水平方向所受合力为零,地面对A的摩擦力确定为零,故D正确,C错误。
7.【解析】选D。A、B与地面间的最大静摩擦力
f静max=μN=10N,而弹簧压缩2.0cm时产生的弹力
F弹=kΔx=8N<f静max=μN,因此加推力F前,A、B所受静摩擦力均为8N;对B加推力F后,B在水平方向受三个力作用,如图所示,推力F与弹簧弹力的合力为2N,小于B的最大静摩擦力且方向向左,因此木块B仍处于静止状态,则此时B所受摩擦力为静摩擦力,大小为2N,C项错误,D项正确。由于木块B没有移动,故弹簧的压缩量不变,A的受力状况不变,选项A、B均错。
【变式备选】水平桌面上一重为200N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15N、30N、80N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.15 N 30 N 40 N B.15 N 30 N 80 N
C.0 0 40 N D.40 N 40 N 40 N
【解析】选A。物体与桌面间的最大静摩擦力Ffm=μmg=40N,故F1=15N<Ffm,物体受静摩擦力Ff1=F1=15N,F2=30N<Ffm,物体受静摩擦力Ff2=F2=30N,F3=80N>Ffm,物体受滑动摩擦力Ff3=μmg=40N,故A项正确。
8.【解析】选C。由于下面五人背部呈水平状态,所以处在最高层的那个人共受到三个力的作用而处于平衡状态:竖直向下的重力、两条腿受到的竖直向上的支持力,每个支持力大小为G;依据牛顿第三定律,处在中间层的那两个人每人承受了竖直向下的压力,大小为G,对中间层的那两个人受力分析,同理可得,他们每条腿对最底层人员的压力大小为G;分析最底层正中间那个人的受力状况,其共受到五个力的作用:竖直向下的重力G、两个竖直向下的正压力(大小均为G)和两条腿受到的竖直向上的支持力(设大小均为FN),依据平衡条件,可得2FN=G+G+G,所以FN=G,依据牛顿第三定律,这个人的一只脚对水平地面的压力约为G。本题正确选项为C。
9.【解题指南】解答本题应把握以下两点:
(1)B受到C的摩擦力方向取决于绳的拉力与B所受重力沿斜面对下的分力的大小关系。
(2)水平面对C的支持力利用整体法分析。
【解析】选C。以B物体为争辩对象,沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力,静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力,所以可能为0,可能沿斜面对上或向下,A错误;对B、C整体受力分析可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何,水平面对C的摩擦力与拉力在水平方向上的分力平衡,方向水平向左,B错误,C正确;水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力,D错误。
【总结提升】静摩擦力方向的判定技巧
(1)判定依据:静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。
(2)判定步骤:
①选争辩对象(即受摩擦力作用的物体)。
②选跟争辩对象接触的物体为参考系。
③假设接触面光滑。
④找出争辩对象相对参考系的运动趋势方向。
⑤静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反。
10.【解析】选A、D。木块向右滑行,木块受到水平向左的滑动摩擦力,其大小f=μ1mg,则木板受到木块水平向右的滑动摩擦力为μ1mg,由于木板处于静止状态,故木板受到地面的静摩擦力的大小确定是μ1mg,方向水平向左,A正确,B错误;力F发生变化,只能转变木块的运动状态,但木块所受的滑动摩擦力不会发生变化,因此长木板仍保持静止状态,C错误,D正确。
11.【解析】木块与墙壁间的压力N=F1 （4分）
摩擦力大小f=μN=μF1 （4分）
木块在竖直方向有F2+G=f （4分）
联立解得 （2分）
答案：
12.【解析】设绳子的拉力为T,木块与地面间的滑动摩擦力为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
fA=μ(GA+G人)=200N。 (3分)
由于人和木块组成的系统处于平衡状态,故
2T=fA (3分)
所以T=100N。 (2分)
(2)取人为争辩对象,对其进行受力分析,如图乙所示。
由于人处于平衡状态,故f人=T=100N (3分)
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。
(3分)
由牛顿第三定律可知人脚对木块A的摩擦力方向水平向右,大小为100N。(2分)
答案：(1)100N (2)100N,方向水平向右
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