D.均有可能
【点拨】思考滑动摩擦力的大小与何种因素相关.
【解析】物体不论是以1m/s还是以2m/s的速度在水平面做匀速运动,它都受平衡力的作用。
拉力大小都等于滑动摩擦力的大小,而滑动摩擦力的大小只决定于压力和接触面的粗糙程度,与速度大小无关。
因而f1=f2,则有F1=F2。
【答案】B
【反思】解题时,要牢牢抓住物理概念和规律。
影响滑动摩擦力大小的因素只有压力的大小、物体表面的粗糙程度、材料的材质,而与物体的运动速度无关。
9.3.4物体的平衡与摩擦力的判定
例4如图9-2所示,这两个大小相等的力F1和F2的作用下,质量为m的木块可以在两块长木板之间以0.1m/s的速度匀速向下滑落。
保持两个力F1和F2的大小、方向均不变,能否让木块以0.2m/s的速度在木板间匀速向上滑动?
若能够,则需要满足什么条件?
【点拨】请注意滑动摩擦力与运动方向的关系。
【解析】物体的运动状态是由它受力的合力决定的,若物体处于匀速运动状态,则它一定是受平衡力作用,即合力为零。
因此,讨论此类问题首先要分析物体的受力情况。
木块水平方向受F1和F2的作用,大小相等、方向相反,是一对平衡力;木块在竖直方向受到竖直向下的重力G的作用,将作向下运动或有向下运动的趋势,那么木块就会受到一个阻碍它运动或运动趋势的、竖直向上的摩擦力f的作用,题目中说明在F1和F2作用下木块可以做匀速下滑,既然是“匀速”,则木块所受的重力G和摩擦力f也是一对平衡力,大小相等,即f=G=mg。
滑动摩擦力的大小与接触面的性质以及压力的大小有关,保持F1和F2不变,则木块滑动时所受的摩擦力大小不变,即滑动摩擦力的大小总是等于mg。
但是,摩擦力的方向要视运动情况而定,它总是与运动方向(或运动趋势)相反。
【答案】能
若木块以0.2m/s的速度在木板间匀速上滑,则摩擦力方向应是竖直向下,木块受到竖直向下的力是G+F=2mg,如果要让木块匀速上滑,必须对木块施加一个竖直向上的、大小为2mg的推力(或拉力)T,使木块在竖直方向上仍受平衡力作用,此时,只要给木块一个初始速度(竖直向上,0.2m/s)木块就能以0.2m/s的速度匀速上滑。
【反思】从上面分析可知,对木块作用需满足的条件只与匀速滑动的方向有关,而与匀速滑动的速度大小无关。
当然,若不是匀速滑动,情况就更复杂,这将在高中继续学习。
A卷
1.物体处于平衡状态的受力条件是____________。
2.三个在同一直线上的力大小分别为6N、8N、14N,它们的合力最大为__________N,最小为____________N。
3.有一重力为10N的物体,在水平桌面上受到1N的水平拉力做匀速直线运动,则物体受到的滑动摩擦力大小为________N;要使该物体竖直向上做匀速直线运动,则所加竖直方向上的拉力为__________N。
4.重力为50N的物体,受到10N水平向右的拉力,在水平面上做匀速直线运动,档拉力突然撤销时,此物体由于_________继续向前运动;此时,它受到的摩擦力为_____N。
5.
如图9-3所示,质量为50kg的物体A,放在粗糙的水平桌面上,通过滑轮分别挂上物体m1、m2,已知G1=200N,G2=300N,左右两边绳子对应的拉力分别为T1和T2,A静止在桌面上不动(滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计),物体共A受到________个力作用,T1和T2的合力与________力是一对平衡力,桌面对物体A的支持力是_______N。
(这些力的作用点都在重心上,g=10N/kg。
)
6.即使在冰上滑动的石块,最后也会停下,这是由于()
A.没有力对它作用的原因B.冰面光滑的原因
C.石头遇到了阻力作用的与原因D.石头的惯性逐渐减小的原因
7.正在运动的物体,所受的一切外力如果同时消失,那么将发生的现象是()
A.立即停下
B.速度逐渐减小,最后停止
C.开始做匀速直线运动
D.速度大小不变,方向可能改变
8.关于运动和力的关系,下列几种说法中正确的是()
A.物体只有在力的作用下才能运动
B.力是使物体运动的原因
C.力是维持物体运动的原因
D.力是改变物体运动状态的原因
9.对牛顿第一定律的理解,以下说法中错误的是()
A.一切物体都有惯性
B.物体在任何时候都有惯性
C.物体的运动不需要力维持
D.物体的运动状态的改变与力的作用无关
10.
如图9-4所示,装有适量水的玻璃杯口放上硬纸片,再将鸡蛋放在硬纸片上,用手指突然抽去硬纸片,产生的结果是()
A.鸡蛋随纸片一起运动
B.纸片、鸡蛋和杯一起倒下
C.纸片抽出,鸡蛋落入杯内水中
D.纸片抽出,鸡蛋和杯不动
11.木块放在水平桌面上,桌面对木块的弹力跟木块的重力是()
A.一对大小相等、方向相同的力
B.一对平衡力
C.一对作用力和反作用力
D.作用在不同物体上的力
12.站在水平地面上的人处于静止状态,下列几对力中,属于平衡力的是()
A.人对地面的压力和地面对人的支持力
B.人受到的重力和人对地面的压力
C.人受到的重力和人对地球的引力
D.人受到的重力和地面对人的支持力
13.用一力去推水平桌面的物体,但未能推动,则下列说法正确的是()
A.推力小于物体所受的重力
B.推力等于桌面对物体的摩擦力
C.推力可能大于摩擦力
D.推力一定小于摩擦力
14.甲、乙两同学分别用20N的力拉弹簧测力计的两端,如果没有超过弹簧的弹簧限度,则弹簧测力计的示数是()
A.0
B.10N
C.20N
D.40N
15.
如图9-5所示,一位同学握着一玻璃瓶,则下列判断中正确的是()
A.握力适当增大,手和瓶间的摩擦力增大
B.握力适当减小,手和瓶间的摩擦力减少
C.握力适当增大,手和瓶间的摩擦力不变
D.握力适当减少,手和瓶间的摩擦力增大
16.如图9-6所示,物体A受到水平推力F的作用静止不动,物体B在斜面上静止不动,球C在粗糙地面上静止不动,试画出三个图中物体所受力的示意图。
17.质量为2kg的小球在竖直下落过程中受到阻力的大小为4N,求这个小球下落过程中受到的合力。
18.重为5.0N的木块放在水平桌面上,用1.5N的水平拉力可以使它沿桌面匀速运动,求这时木块受到的摩擦力。
19.一重600N的物体放在水平地面上,要使它从原地移动,最小要200N的水平推力,若移动后只需180N的水平推力即可维持物体匀速运动,求:
(1)物体与地面间的最大静摩擦力;
(2)当用250N的水平推力时,物体受到的摩擦力。
20.在研究摩擦力的大小与哪些因素有关时,小敏做了以下几个实验:
(1)用弹簧测力计拉着木块在水平面上做匀速直线运动;
(2)在原的木块上再加上一个砝码,用弹簧测力计匀速拉动木块;
(3)取下砝码,在木块和桌面间铺上一块毛巾,用弹簧测力计匀速拉动木块;
(4)在木块下面放几支圆铅笔,用弹簧测力计匀速拉动木块。
得到实验数据如表9-1所示。
①根据二力平衡条件完成表格的填写;
②分析表9-1中的实验序号1与2可归纳出的结论是__________________________;
③分析表9-1中的实验序号1与3可归纳出的结论是__________________________;
④分析表9-1中的实验序号1与4可归纳出的结论是__________________________。
B卷
1.某物体在三个共点力的作用下处于静止状态,则此时物体所受的合力大小为_____N。
若把其中一个5N的力的方向沿顺时针方向转过180°,而保持其大小不变,则此时物体所受的合力的大小变为__________N。
2.小球重5N,竖直向上抛起后受到的阻力为1N,方向始终与小球的运动方向相反。
小球竖直向上运动时合力的大小为__________N,竖直向下运动时受到的合力大小为_______N。
3.图9-7为运输液体货物的车,如果槽内有一气泡,当车启动时,气泡将向________运动;刹车时,气泡将向__________运动(选填“前”或“后”)。
4.如图9-8所示,在水平桌面上放一块重为GA=20N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μA=0.4,使这块木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为___________N。
如果再在木块A上加一块重为GB=10N的木块B,B与A之间的动摩擦因素μB=0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为_________N。
此时木块B受到A的摩擦力___________N。
5.
M是放在水平桌面上的物体,用绳和吊盘连成如图9-9所示的装置。
当在右盘中放入重10N的物体,在左盘中放入重3N的物体时,M恰向右匀速运动。
如果要使物体向左做匀速运动,则在左盘中应再加入___________N的物体。
6.物体受到在同一直线上的两个力的作用,F1=5N,F2=3N,其合力F()
A.一定等于8N
B.可能等于2N
C.可能大于8N
D.可能小于2N
7.某人骑自行车以一定的速度沿平直道路匀速前进,当他经过某路口横道线时从口袋里落下一串钥匙,则钥匙落地时的位置应在()
A.正落在横道线上
B.超过横道线且在自行车的后方
C.超过横道线且在自行车的下方
D.超过横道线且在自行车的前方
8.地球不自西向东自转,跳远运动员想利用这个自然现象跳得更远一些,下列结论中正确的是()
A.自西向东跳最有利
B.自东向西跳最有利
C.由南向北跳最有利
D.无论向什么方向跳,效果都一样
9.水平放置的密闭玻璃管内充有水,它的中间有一气泡,若气泡相对于水静止,则玻璃管的运动状态()
A.一定静止
B.一定匀速向右运动
C.可能向左加速运动
D.可能匀速向左运动
10.在下列四种情况中,(a)在光滑地板上匀速滚动的小球;(b)正在空中下落的石块;(c)吊在天花板下的电灯;(d)用力推水平面上的物体,但没推动。
其中只受到一对平衡力作用的()
A.(c)与(d)
B.(a)与(c)
C.(b)与(d)
D.(a),(c)与(d)
11.甲、乙两块砖叠放在一起,置于水平地面上静止不动,如图9-10所示。
以下有关这两块砖静止原因的分析中,正确的是()
A.甲、乙共同静止在地面上,是由于地面对乙的摩擦力足够大
B.甲对乙的作用力与乙对甲的作用力大小相等是甲静止的原因
C.乙对甲的作用力与甲所受的重力大小相等是甲能够保持静止的原因
D.甲对乙的作用力与地面对乙的支持力大小相等是乙保持静止的原因
12.弹簧测力计置于光滑的水平桌面上,甲用大小为F1的水平力拉测力计挂钩,乙用大小为F2的水平力拉测力计圆环,结果弹簧测力计静止不动,且示数为10N;如图9-11所示。
由此可知()
A.F1—F2=10NB.F2—F1=10NC.F1=F2=10ND.F1=F2=5N
13.如图9-12所示,甲物体重6N,乙物体重10N,弹簧测力计重力不计,则当甲、乙两物体静止平衡时,弹簧测力计的示数是()
A.6NB.10NC.0ND.4N
14.如图9-13所示,置于水平地面上的立柱质量为M,有一质量为m的猴子从立柱上下滑。
已知猴子沿立柱下滑时,受到摩擦力为f,则猴子下滑时立柱对地面的压力为()
A.MgB.Mg+fC.Mg—fD.(M+m)g+f
15.假设体积相同的小球在空中下落时,受到的空气阻力与其运动的速度成正比。
两个体积相同、重力分别为2N和3N的小球之间用最短细线相连,细线强度足够大。
现将这两个小球从飘浮在空中的气球上由静止开始自由释放;当两球匀速下降时,细线上的拉力为()
A.0NB.0.5NC.1ND.2.5N
16.如图9-14所示,请画出杆AB静止时受到的力(假设墙壁光滑)。
17.如图9-15所示,物体乙放置在水平桌面上,在物体乙上叠放一物体甲,当用一外力水平向右作用在甲上时,甲、乙物体均保持静止不动。
请分别分析物体甲、乙各自受力情况。
18.如图9-16所示,在粗糙的地面上放A、B两物体,A和B的表面均粗糙,现A受到一个水平向右、大小为10N的力F作用,A、B两物体仍在原地静止,试分析地面所受摩擦力。
19.如图9-17所示,A、B两物体的质量mA=mB=5kg,A与B物体之间、B与桌面间摩擦因素均为0.3,处于静止状态。
现在滑轮上施加大小为20N的力F作用,判断A与B之间是什么摩擦力?
大小为多少?
20.如图9-18所示,在意粗糙水平面上有两块质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起,木块与地面间的动摩擦因数为μ。
现用一水平力向右拉木块2,当木块一起匀速运动时,两木块之间的距离是多少?
参考答案
A卷
1、物体所受合外力为零
2、28,0
3、1,10
4、惯性,10
5、5,摩擦力,500
6、C7、C8、D9、D10、C
11、B12、D13、B14、C15、C
16、略
17、15.6N,方向竖直向下
18、1.5N
19、200N,180N
20、2.0,2.4,3.0,0.8;当接触面不变时,滑动摩擦力大小随物体间压力的增大而增大;当压力相同时,滑动摩擦力大小与物体间接触面的粗糙程度有关,接触面月粗糙,滑动摩擦力越大;相同情况下,滑动摩擦力小于滚动摩擦力
B卷
1、0.10
2、6.4
3、向前,向后
4、8,12,0
5、14
6、B7、C8、D9、D10、B
11、C12、C13、A14、B15、B
16、略
17、甲,重力,支持力,推力,乙的静摩擦力;乙,重力,支持力,压力,甲的静摩擦力,桌面的静摩擦力
18、10N,水平向左
19、静摩擦力,大小为10N
20、L+(μ/k)m1g