21重力 弹力0摩擦力Word文件下载.docx
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再运用整体法,选取A和B组成的系统为研究对象,系统做匀减速直线运动,合力方向向左,即地面对系统施加了水平向左的摩擦力;
最后再选取B为研究对象,其共受到6个力的作用:
竖直向下的重力,A对其竖直向下的压力和水平向左的摩擦力,地面对它竖直向上的支持力和水平向左的摩擦力以及水平拉力F。
本题答案为C项。
3.(2012·
海南琼海一模)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
[答案] AD
[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对而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,所以地面与物体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。
4.(2012·
湖北武汉)用一枚磁性棋子把一张没有磁性的卡片压在磁性黑板的竖直平面上,磁性棋子、卡片以及磁性黑板三个物体均有一定的重量,它们静止不动,如图所示,下列说法正确的是( )
A.磁性棋子受到四个力作用,其中有三个力的施力物体均是黑板
B.磁性棋子受到的磁力和弹力是一对作用力和反作用力
C.卡片受到四个力作用
D.卡片会受到两个摩擦力作用
[答案] D
[解析] 本题考查重力、弹力、摩擦力,意在考查物体的受力分析,整体法与隔离法的应用,以磁性棋子为研究对象,它受到四个力作用,只有磁力是磁性黑板施加的,弹力和摩擦力是卡片施加的,重力是地球施加的,磁性棋子受到的磁力和弹力是一对平衡力,A、B错误;
卡片两个平面都会受到弹力和摩擦力作用,还有重力作用,C错误,D正确。
5.(2013·
浙江金华)如图所示,将两相同的六边形木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,b的右端用橡皮筋与墙壁相连。
开始时a、b均静止,弹簧处于压缩状态,橡皮筋有拉力。
现将橡皮筋剪断,则剪断瞬间( )
A.a所受的摩擦力大小不变
B.a所受的摩擦力方向向右
C.b所受摩擦力为零
D.b所受摩擦力方向向左
[答案] ABD
[解析] 剪断前,弹簧处于压缩状态,所以弹簧对a的弹力方向向左,对b的弹力方向向右,橡皮筋剪断瞬间,弹簧上的弹力不能突变,所以a的受力不变,a所受的摩擦力大小不变,方向与弹簧对a的弹力方向相反,即水平向右,A、B两项正确,剪断前,b受到弹簧水平向右的推力、橡皮筋水平向右的拉力和地面水平向左的静摩擦力的作用,三力平衡,显然,静摩擦力大小等于推力和拉力大小之和,剪断瞬间,橡皮筋的拉力突然消失,但弹簧水平向右的推力不变,b所受摩擦力方向仍然向左,大小突然减小,但不为零,所以C项错误,D项正确。
6.(2012·
河南平顶山)如图所示,在大型车站、广场和商场通常都安装了智能化的自动扶梯。
所谓“智能化”就是自动扶梯在没有乘客乘行时,以较小的速度匀速运行,当有乘客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行,从而达到节约能源的目的,试分析自动扶梯在运送乘客的过程中( )
A.乘客始终受摩擦力作用
B.乘客经历先超重再失重
C.乘客对扶梯的作用力先斜向下,再竖直向下
D.扶梯对乘客的作用力始终竖直向下
[解析] 匀速时乘客不受摩擦力作用,A错误;
当扶梯先加速再匀速时,加速上行阶段乘客处于超重状态,匀速时处于平衡状态,B错误;
乘客加速时受摩擦力和支持力作用,可知此时扶梯对乘客的作用力先斜向上,由牛顿第三定律可得乘客对扶梯的作用力先斜向下,C正确,D错误。
7.(2013·
安徽马鞍山)如图所示,光滑斜面的倾角都是α,球的质量都是m,球用轻绳系住静止在斜面上,甲图悬线与斜面平行,乙图悬线沿水平方向,丙图悬线沿竖直方向,丁图悬线与水平面的夹角大于α。
关于球对斜面压力的大小N有下列说法:
①甲图N一定最大;
②乙图N一定最大;
③丙图N一定为零;
④丁图N可能最小。
以上说法正确的有( )
A.只有①④B.只有②③
C.只有①③D.只有②④
[答案] B
[解析] 对小球受力分析并根据平衡条件以及牛顿第三定律可得,四种情况中N的大小分别为N甲=mgcosα、N乙=mg/cosα、N丙=0和N丁=mgcosα-Tsinθ(其中T为绳子的拉力,θ为绳与斜面间的夹角),显然,乙图N一定最大,丙图N一定为零,即只有说法②③正确。
本题答案为B项。
8.(2012·
浙江)如图所示,与水平面夹角为30°
的固定斜面上有一质量m=1.0kg的物体。
细绳的一端与物体相连,另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连。
物体静止在斜面上,弹簧秤的示数为4.9N。
关于物体受力的判断(取g=9.8m/s2),下列说法正确的是( )
A.斜面对物体的摩擦力大小为零
B.斜面对物体的摩擦力大小为4.9N,方向沿斜面向上
C.斜面对物体的支持力大小为4.9
N,方向竖直向上
D.斜面对物体的支持力大小为4.9N,方向垂直斜面向上
[答案] A
[解析] 由题图可知,细绳上拉力等于弹簧的示数,F绳=4.9N。
设物体受到一个沿斜面向下的摩擦力f,则物体静止在斜面上受到四个力的作用:
重力G、斜面对物体的支持力N、绳拉力F绳、斜面对物体的静摩擦力f,将重力G分解成沿斜面向下的分力Gx和垂直斜面向下的分力Gy。
则Gx=mgsin30°
=4.9N,Gy=mgcos30°
=4.9
N,物体受力平衡,N=Gy=4.9
N,选项D错;
斜面对物体的支持力N垂直斜面向上,选项C错;
由f+Gx=F绳,代入数据,得f=0,斜面对物体没有摩擦力,选项A正确,选项B错误。
二、非选择题
9.如图所示,用弹簧秤称一物体的重力时,读数为7.5N。
把这个物体放在倾角θ=37°
的斜面上,用同样的弹簧秤平行于斜面拉着该物体向上做匀速运动时,弹簧秤的读数为6N,斜面对物体的支持力大小等于________N,物体与斜面之间的动摩擦因数等于______。
[答案] 6 0.25
[解析] 斜
面上的物体受力如图。
其中F为弹簧秤拉力,F′为摩擦力,由题意知G=7.5N,F=6N。
在平行斜面方向上F=F′+Gsin37°
,在垂直斜面方向上FN=Gcos37°
,所以斜面对物体的支持力为6N,摩擦力大小为1.5N。
由F′=μFN得动摩擦因数为0.25。
10.一劲度系数为1N/cm的轻质弹簧上端固定于O点,下端悬挂一个光滑的定滑轮C,已知C重1N。
木块A、B用跨过定滑轮的轻绳相连接,A、B的重力分别为5N和2N。
整个系统处于平衡状态,如图所示,则地面对木块A的支持力大小为__________,弹簧伸长量为____________。
[答案] 3N 5cm
[解析] 对B木块受力分析:
B受到绳子的拉力和重力,二力平衡,所以绳子的拉力等于B木块的重力。
对A木块分析:
A受到绳子拉力、重力和地面的支持力,其中重力的大小等于绳子拉力的大小加上地面对它的支持力。
根据以上的分析,地面对木块A的支持力大小为3N。
弹簧的拉力应该等于两个绳子的拉力加上滑轮C的重力,所以弹簧的拉力是5N,由F=kx得x=5cm。
11.如图所示,水平面上有一重为40N的物体,受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持静止。
已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2。
设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物体所受的摩擦力的大小与方向。
(2)当只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向。
(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力大小方向又如何?
[答案]
(1)7N,水平向右
(2)6N,水平向左
(3)8N,水平向右
[解析] 最大静摩擦力Fm=μFN=μG=0.2×
40N=8N
(1)因为F1-F2=13N-6N=7N<
Fmax,所以摩擦力为静摩擦力,且Ff1=7N,方向与物体相对运动趋势方向相反,即水平向右。
(2)因为F2=6N<
Fmax,所以摩擦力为静摩擦力,且Ff2=6N,方向与F2方向相反,即水平向左。
(3)因为F1=13N>
Fmax,所以摩擦力为滑动摩擦力,Ff3=μFN=8N,方向与F1方向相反,即水平向右。
12.(2012·
山东东营一中高三月考)如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.50,A物体质量m=30kg,B物体质量M=10kg。
处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,弹簧处于自然状态,其劲度系数为250N/m。
现有一水平推力F作用于物体B上,使B缓慢地向墙壁移动,当移动到某处时,A,B间开始发生相对滑动,求:
此时的水平推力F的大小和在此过程中物体A的位移大小。
(g取10m/s2)
[答案] 350N 0.6m
[解析] AB间开始发生相对运动时,就是B给A的摩擦力等于滑动摩擦力时,对B受力分析,B受A给B向右的摩擦力μmg,地面给B向右的摩擦力μ(m+M)g,对物体B由于力的平衡条件得F=2μmg+μMg,代入可得F=350N。
对A受力分析,由二力平衡kx=μmg,解得x=0.6m。
13.用一根长20cm、劲度系数k=200N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上质量为1kg的木块,弹簧的长度逐渐伸长到22.4cm时木块开始运动,当弹簧的长度为21.7cm时,木块在桌面上做匀速运动,则:
(1)木块受到的最大静摩擦力多大?
静摩擦力的变化范围怎样?
(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少?
(3)木块滑动的过程中,当弹簧的长度小于或大于21.7cm时,滑动摩擦力如何变化?
(g=10N/kg)
[答案]
(1)4.8N 0~4.8N
(2)0.34 (3)大小不变
[解析]
(1)木块在未滑动前,根据二力平衡条件可知,木块受到桌面的弹力FN与物体重力G大小相等、方向相反,静摩擦力F′与弹簧的拉力F大小相等、方向相反,其受力情况如图所示。
木块在刚滑动之前,受到静摩擦力已达到最大值,其最大值为:
Fmax=F=k(x1-x0)=200×
(0.224-0.20)N=4.8N
木块在未开始运动之前,受到的静摩擦力总是与弹簧的拉力大小相等、方向相反。
可见木块受到摩擦力随着弹簧的拉力增大而增大,其变化范围是0~Fmax,则0~4.8N。
(2)当木块做匀速运动时,木块受到的滑动摩擦力F滑与弹簧的拉力大小相等、方向相反。
F滑=F′=k(x2-x0)=200×
(0.217-0.20)N
=3.4N,
因为F滑=μFN=μG
所以动摩擦因数为μ=
=
=0.34
(3)因为滑动摩擦力F滑=μFN,F滑是由FN决定的,μ和FN不变,所以F滑不变,可见在木块滑动后,弹簧的长度小于或大于21.7cm时,只是拉力变化,滑动摩擦力的大小与木块的运动状态无关。