河北省张家口市高三物理专题练习（3）相互作用摩擦力.docx

相互作用 摩擦力1.如图所示,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离x,同时车上的物体A相对车向左滑行L,此过程中物体A受到的摩擦力方向以及该摩擦力的性质是（ ）A. 水平向左,阻力B. 水平向左,动力C. 水平向右,阻力D. 水平向右,动力【答案】D【解析】【详解】由于物体相对小车向左滑动，则受到小车向右的滑动摩擦力的作用，相对地面是向右运动的，即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同，所以是动力，故D正确，ABC错误。2.如图所示，水平粗糙地面上的物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着，现以大小恒定的拉力拉绳的另一端，使物体从点由静止开始运动，若从点运动至点和从点运动至C点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2，图中AB=BC，且动摩擦因数处处相同，则在物体的运动过程中（）A. 摩擦力增大，W1W2B. 摩擦力减小，W1W2C. 摩擦力增大，W1W2D. 摩擦力减小，【答案】D【解析】本题考查的是力做功的问题，从A点运动至B点和从B点运动至C点的过程中，拉力F虽然不变，但它与位移的夹角增大了，则该力做功减小了，BC选项错误；根据摩擦力，为绳与水平方向夹角，该角增大，f减小了，D正确；3.如图所示，物块A放在直角三角形斜面体B上面，B放在弹簧上面并紧挨着竖直墙壁，初始时A、B静止，现用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未动则施加力F后，下列说法正确的是() A. A、B之间的摩擦力一定变大B. B与墙面间的弹力可能不变C. B与墙之间可能没有摩擦力D. 弹簧弹力一定不变【答案】D【解析】AB、对物块A，开始受重力、B对A的支持力和静摩擦力平衡，当施加F后，仍然处于静止，开始A所受的静摩擦力大小为mAgsin，若F=2mAgsin，则A、B之间的摩擦力大小可能不变，故B正确，A错误；CD、对整体分析，由于AB不动，弹簧的形变量不变，则弹簧的弹力不变，开始弹簧的弹力等于A、B的总重力，施加F后，弹簧的弹力不变，总重力不变，根据平衡知，则B与墙之间一定有摩擦力故C错误，D正确；故选BD。【点睛】最初A.B之间的静摩擦力沿斜面向上，施力F后，摩擦力可能变小，可能不变，可能变大；将A.B整体分析，力F有水平向左的分力，所以B与墙面的弹力变大，力F有竖直向上的分力，所以B与墙之间有静摩擦力；由于弹簧的形变没有变化，所以弹簧的弹力一定不变。4. 如图所示，三个物块重均为100N，小球P重20N，作用在物块2的水平力F=20N,整个系统平衡，则（ ）A. 1和2之间的摩擦力是20NB. 2和3之间的摩擦力是20NC. 物块3受4个力作用D. 3与桌面间摩擦力为20N【答案】【解析】试题分析：对绳子节点和三个物块分别受力分析如图：有共点力平衡条件可知各个力的大小如图中所示，物块3受到五个力的作用，因为水平方向2和3之间的摩擦力与绳子拉力平衡，故不受桌面的摩擦力，正确答案为B。考点：共点力的平衡5.一方形木板置在水平地面上，在方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板跟木板之间并不接触。现在有一方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动，同时方形木板以相等大小的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为，物块的质量为m，则竖直挡板对物块的摩擦力大小为( ) A. 0 B. C. D. 【答案】B【解析】物块沿运动方向受挡板的摩擦力f，f1=1FN；因物块沿挡板运动的速度等于木板的运动速度，故物体相对木板的速度方向与挡板成450角，物块受木板的摩擦力为f2=2mg，其方向与挡板成45角则在垂直挡板方向FN=2mgcos45=2mg ，则f1=1FN=2212mg，故选B.6.如图，粗糙水平面上a、b、c、d 四个相同小物块用四根完全相同的轻弹簧连接,正好组成一个等腰梯形，系统静止ab之间、ac之间以及bd之间的弹簧长度相同且等于cd之间弹簧长度的一半，ab之间弹簧弹力大小为cd之间弹簧弹力大小的一半.若a受到的摩擦力大小为f，则下列说法不正确的是（ ）A. ab之间的弹簧一定是压缩的B. b受到的摩擦力大小为fC. d受到的摩擦力大小为2fD. c受到的摩擦力大小为【答案】C【解析】设每根弹簧的原长为L0，ab的形变量为x1，cd的形变量为x2，则有kx2=2kx1，若ab弹簧也是被拉长，则有：L0+x2=2（L0+x1），解得L0=0，不符合题意，所以ab被压缩，A正确；由于a受到的摩擦力大小为f，根据对称性可得，b受到的摩擦力大小为f，B正确；以a和c为研究对象进行力的分析如图所示，中图中的为ac与cd之间的夹角，则 ，所以=60，则cab=120，a受到的摩擦力大小f=T；对c根据力的合成可得fc=3f，所以D正确；由于c受到的摩擦力大小为3f，根据对称性可知，d受到的摩擦力大小为3f，C错误此题选择错误的选项，故选C点睛：力的合成满足平行四边形定则，当两个力方向相同时可以直接相加求合力；当两个力方向相反时可以直接相减求合力；当两个力垂直的时候，分力与合力之间满足勾股定理，可以直接用勾股定理计算；如果两个力夹角不是特殊角，可以根据正交分解法、矢量三角形法或三角函数法求解合力大小7.如图所示，P、Q两物块叠放在一起，在水平向右恒力F作用下沿光滑水平面一起向右做匀加速直线运动，某时刻Q接触弹簧，二者相对静止运动到速度变为零，则关于接触弹簧后二者向右的运动过程，下列说法正确的是（ ）A. 接触弹簧后二者立即减速B. 接触弹簧后P受的摩擦力大小不变C. 接触弹簧后P受的摩擦力方向先向右后向左D. 接触弹簧后P受的摩擦力方向先向左后向右【答案】C【解析】【详解】以整体为研究对象分析，当整体接触弹簧后，水平方向受到向右的恒力F和弹簧水平向左的弹力。弹簧的弹力先小于恒力F，后大于恒力F，木块所受的合力方向先向右后向左，则木块先做加速运动，后做减速运动，故A错误；接触弹簧后，由于整体的加速度发生变化，则对P分析可知，P受到的摩擦力充当合外力，由牛顿第二定律可知，加速度变化时合外力变化，故摩擦力大小发生变化；故B错误；由A的分析可知，整体的加速度先向右再向左，P的加速度也应先向右现向左，由牛顿第二定律可知，P受到的摩擦力先向右后向左，故C正确；D错误。故选C。【点睛】本题考查分析物体受力情况和运动情况的能力，要抓住弹簧弹力的可变性进行动态分析；同时要明确合力与速度同向时加速，合力与速度反向时减速注意整体法与隔离法的正确应用8.如图所示，均匀T型物块A质量为m，夹在两个相同的水平垫板中，A与垫板间的动摩擦因数为，当垫板B、C以相同的水平速率v1对称且匀速地向两侧退开时，若要使A以速率v2匀速前移，作用在A中央位置上与v2同向的水平拉力F的大小满足（ ）A. Fmg D. 不能确定【答案】A【解析】试题分析：物体A对垫板的压力均为，接触面上的摩擦力，由于物体A同时相对于垫板有两个方向的运动，所以接触面上的摩擦力与力F有一定的夹角，因此物体A以速率v2匀速运动时，故选项A正确考点：滑动摩擦力9.如图所示，轻弹簧的一端与物块P相连，另一端固定在木板上。先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态。缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动，在这个过程中，关于物块P所受静摩擦力的大小和使物体紧压斜面的力，说法正确的是A. 一直增大，一直增大B. 一直减小，一直增大C. 先减小后增大，一直减小D. 先增大后减小，一直减小【答案】C【解析】设物块的重力为G，木板与水平面的夹角为，弹簧的弹力大小为F，静摩擦力大小为；由题，缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块P刚要沿木板向下滑动的过程中，弹簧的拉力不变，物块P的重力沿木板向下的分力先小于弹簧的弹力，后大于弹簧的弹力，物块P所受的静摩擦力方向先木板向下，后沿木板向上；当物块P的重力沿木板向下的分力小于弹簧的弹力时，则有，增大时，F不变，减小；当物块P的重力沿木板向下的分力大于弹簧的弹力时，则有，增大时，F不变，增大，所以物块P所受静摩擦力的大小先减小后增大；物块P对木板的压力等于重力的垂直分力，由于不断增大，故压力不断减小，故选项C正确，ABD错误。点睛：本题要抓住弹簧的拉力没有变化，重力的分力是变力，先小于弹簧的弹力，后大于弹簧的弹力，根据平衡条件进行动态变化分析。10.如图所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是（ ）A. 受到向心力为mg+mv2RB. 受到的摩擦力为 C. 受到的摩擦力为mgD. 受到的合力方向斜向左上方.【答案】D【解析】试题分析：在最低点，物体受到的向心力，故A错误根据牛顿第二定律得，则，摩擦力，故B错误，C正确因为重力和支持力的合力竖直向上，摩擦力水平向左，根据平行四边形定则知，物体所受的合力方向斜向左上方，故D正确故选CD考点：牛顿第二定律；圆周运动【名师点睛】解决本题的关键确定物体做圆周运动向心力的来源，根据牛顿第二定律求出小球所受的支持力，根据滑动摩擦力公式求出摩擦力的大小，从而确定合力的大致方向；此题难度不大.11.A、B、C三物块的质量分别为M、m和m0，按如下图所示连接绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定()A. 物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0gB. 物块A与B之间有摩擦力，大小为m0gC. 桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相同，合力为m0gD. 桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g【答案】A【解析】试题分析：对整体受力分析可知，整体受C的拉力、重力、支持力，要使整体做匀速直线运动，M应受到桌面对其向左的摩擦力，大小与绳子的拉力相同，A正确；对m分析，因m受重力、支持力；因m水平方向不受外力，故m不会受到M对m的摩擦力，故AB间没有摩擦力，故BCD错误；故选A.考点：物体的平衡；摩擦力【名师点睛】此题是关于物体的平衡问题，所用的方法是整体和隔离的结合，整体法与隔离法是受力分析中常用方法之一，应灵活应用；同时要注意受力分析要结合物体的运动状态同时进行分析，例如匀速直线运动合外力等于零.12. 如图所示，质量为m的木块放在粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为0.5，水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，则在四个选项中反映木块受到的静摩擦力f随水平推力F变化的关系图线是（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】试题分析：水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，说明此时木块受静摩擦力作用且，只有A正确。考点：静摩擦力和最大静摩擦力；滑动摩擦力【名师点睛】水平推力F作用于木块上，但未把木块推动，说明此时木块受静摩擦力作用，根据平衡条件即可求解；解决本题要抓住未把木块推动，物体处于平衡状态，静摩擦力等于推力。13.如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对B物体施加一水平变力F，Ft关系图象如图8乙所示两物体在变力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则 ()A. t时刻，两物体之间的摩擦力最大B. t时刻，两物体的速度方向开始改变C. t2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大D. 02t时间内，物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同【答案】CD【解析】t时刻F0，A、B的加速度为零，因此两物体速度方向不变，且A、B间的摩擦力为零，可见选项A、B错t2t时间内，A、B系统的加速度逐渐增大，以A为研究对象，A受到的摩擦力应逐渐增大；A的加速度由其受到的摩擦力提供，因此A受到摩擦力与A、B加速度同向，即与F同向，可见选项C、D正确14.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O，倾角为30的斜面体置于水平地面上A的质量为m，B的质量为4m开始时，用手托住A，使OA段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力），OB绳平行于斜面，此时B静止不动将A由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是：（ ）A. 物块B受到的摩擦力一直减小B. 地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C. 小球A向下运动过程中，B沿斜面向上滑动D. 小球A的机械能不守恒，A、B系统的机械能守恒【答案】B【解析】【详解】小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，有mgL=12mv2，在最低点，有F-mg=m，解得F=3mg。再对物体B受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，重力的下滑分量为Fx=（4m）gsin30=2mg，故静摩擦力先减小，当拉力大于2mg后反向变大。故A错误。对物体B和斜面体整体受力分析，由于A球向左下方拉物体B和斜面体整体，故一定受到地面对其向右的静摩擦力。故B正确。小球下摆过程中，拉力F由零逐渐变大到大于重力G；当Fmgsin30时，物块B受到的静摩擦力沿斜面向上且不断变小；当F=mgsin30时，物块B受到的静摩擦力为零；当Fmgsin30时，物块B受到的静摩擦力沿斜面向下且不断变大；小球A向下运动过程中，B不滑动，故C错误；小球A摆下过程，只有重力做功，机械能守恒。也可以是A、B系统的机械能守恒，故D错误。故选B。【点睛】本题关键是先根据机械能守恒求出小球A最低点速度，再根据向心力公式得出球对细线的拉力，最后对滑块B受力分析后根据共点力平衡条件判断静摩擦力变化情况；同时要注意研究对象的灵活选择15.光滑水平桌面上放置一长木板 ，长木板上表面粗糙，上面放置一小铁块 ，现有一水平向右的恒力 F 作用于铁块上，以下判断正确的是 A. 铁块与长木板都向右运动，且两者一定保持相对静止B. 若水平力足够大，铁块与长木板间有可能发生相对滑动C. 若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间有可能发生相对滑动D. 若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间仍将保持相对静止【答案】BD【解析】试题分析：当两者保持相对静止时，具有相同的加速度，小铁块与木板之间的摩擦力为静摩擦力，一旦摩擦力达到最大静摩擦力，两者将发生相对滑动解：A、设木板的质量为M，小铁块的质量为m，它们之间的最大静摩擦力为f，根据牛顿第二定律知，当两者的加速度a=时，即F=（m+M）a=，则F时，两者发生相对滑动故A错误，B正确C、若两者保持相对静止，知两者之间的摩擦力小于最大静摩擦力，拉力反向，则整体加速度反向，此时两者摩擦力的大小不变，方向改变，仍然保持相对静止故C错误，D正确故选BD【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律求解，注意整体法和隔离法的运用16.如图所示，轨道NO和OM底端对接且，小环自N点由静止滑下再滑上OM已知小环在轨道NO下滑的距离小于在轨道OM上滑的距离，忽略小环经过O点时的机械能损失，轨道各处的动摩擦因数相同若用F、f、v和E分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程x的变化关系如图其中能正确反映小环自N点到右侧最高点运动过程的是【答案】AB【解析】试题分析：小球下滑和上滑过程中都是做匀变速直线运动，故上滑和下滑过程中根据匀变速直线运动的平均速度公式知加速和减速过程中平均速度大小相等，由于下滑距离小于上滑距离，故小环下滑时间小于小环上滑时间，又由于下滑和上滑过程中速度变化的大小相同，则加速度大小知，小环下滑时的加速度大，根据牛顿第二定律知小环在下滑时所受合外力大于小环在上滑时所受合外力，故A正确如图：小环在杆上受重力、支持力和滑动摩擦力作用，由题意知f=N=mgcos，因为，所以下滑时的摩擦力小于上滑时的摩擦力，故B正确；小环下滑时做初速度为0的匀加速运动，位移与速度关系满足v2=2ax得：速度与位移的平方根成正比，故C错误；除重力和弹力外其它力做的功等于小环机械能的变化，故小球下滑时的机械能等于E=E0-fx，由于下滑时摩擦力摩擦力小于上滑时摩擦力，下滑时图象的斜率小于上滑时的图象斜率，故D错误故选AB.考点