第1讲重力弹力摩擦力

1、第1讲重力弹力摩擦力(链接配餐P7)1.(滑动摩擦力)(2019年洛阳检测)如图所示,物块M在静止的传送带上匀速下滑时,传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来,则传送带转动后,下列说法正确的是()。A.M受到的摩擦力不变B.M受到的摩擦力变大C.M可能减速下滑D.M可能减速上滑【解析】根据滑动摩擦力的公式Ff=FN,传送带突然顺时针转动并不会影响动摩擦因数和物块对传送带的压力,所以滑动摩擦力大小不变,方向仍沿传送带向上,物块受重力、支持力和摩擦力的合力仍为零,故仍匀速下滑,A项正确。【答案】A2.(弹力)(2019年湖南永州模拟)(多选)如图所示,两根光滑细棒在同一竖直平面内,且与水平面成3

2、7角,棒上各穿有一个质量为m的相同小球,两球用轻质弹簧连接,在图中位置处于静止状态,此时弹簧与水平面平行,则下列判断正确的是()。A.弹簧处于拉伸状态B.弹簧处于压缩状态C.弹簧的弹力大小为34mgD.弹簧的弹力大小为38mg【解析】以左侧小球为研究对象,假如弹簧处于压缩状态,弹簧对该球的弹力方向水平向左,小球还受到竖直向下的重力和垂直于棒的弹力,根据平行四边形定则可知,这三个力的合力不可能为零,则小球不可能处于静止状态,与题设矛盾,所以弹簧一定处于拉伸状态,故A项正确,B项错误;根据平衡条件得弹簧的弹力大小满足F=mgtan 37,解得弹簧的弹力大小F=34mg,故C项正确,D项错误。【答案

3、】AC3.(摩擦力)(2019年河北保定月考)如图所示,物体A、B叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力F作用于B上,使A、B、C一起匀速运动,各物体间摩擦力的情况是()。A.B对C有向左的摩擦力B.C对A有向左的摩擦力C.物体C受到三个摩擦力作用D.C对地面有向右的摩擦力【解析】三个物体都做匀速直线运动,合外力均为零,以B为研究对象,B在水平方向受到向右的拉力F作用,根据平衡条件可知,C对B有向左的静摩擦力,而且此静摩擦力与F平衡,根据牛顿第三定律可知,B对C有向右的静摩擦力,A项错误。对A研究,由平衡条件可知,C对A没有摩擦力,否则A受力不平衡,不可能做匀速直线运动,则A对C也没有摩擦力

4、,B项错误。以整体为研究对象,由平衡条件可知,地面对C有向左的滑动摩擦力,则C对地面有向右的滑动摩擦力,C受到两个摩擦力,C项错误,D项正确。【答案】D4. (重力)(2019年江西景德镇模拟)(多选)如图所示,一个教学用的直角三角板的边长分别为a、b、c,被沿两直角边的轻绳A、B悬吊在天花板上,且斜边c恰好平行于天花板,过直角的竖直线为MN。设A、B两绳对三角板的拉力分别为Fa和Fb,已知Fa和Fb以及三角板所受的重力为在同一平面的共点力,则下列判断正确的是()。A.三角板的重心不在MN上B.三角板所受重力的反作用力的作用点在MN上C.两绳对三角板的拉力Fa和Fb是由三角板发生形变而产生的D

5、.两绳对三角板的拉力Fa和Fb之比FaFb=ba【解析】三角板受重力、Fa、Fb三个共点力处于平衡状态,由几何关系,三个力一定交于过三角板直角的竖直线MN上的某点,所以重心一定在MN上,A项错误;重心一定在MN上,则根据牛顿第三定律知,重力的反作用力的作用点在MN上,B项正确;两绳对三角板的拉力Fa和Fb是由绳发生形变而产生的,C项错误;三角板受力分析如图所示,根据平衡条件得Fa=mgcos ,Fb=mgsin ,则FaFb=1tan =ba,D项正确。【答案】BD5.(摩擦力) (2019年陕西西安模拟)如图所示,一斜面固定在地面上,木块m和M叠放在一起沿斜面向下运动,它们始终相对静止,m、

6、M间的动摩擦因数为1,M与斜面间的动摩擦因数为2,则()。A.若m、M一起做匀加速运动,可能有1=0,2=0B.若m、M一起做匀速运动,一定有1=0,20C.若m、M一起做匀速运动,一定有10,2=0D.若m、M一起做匀速运动,可能有10,20【解析】若m、M一起做匀加速运动,对m受力分析,根据牛顿第二定律知,M对m的摩擦力使之向右做加速运动,则一定有10,A项错误。若m、M一起做匀速运动,合力为零,对m,由平衡条件可知,m、M之间没有摩擦力,故可能有10,也可能有1=0;对整体,由平衡条件分析可知,斜面对M有摩擦力作用,方向沿斜面向上,故20,B、C两项错误,D项正确。【答案】D6.(摩擦力

7、)(2019年湖北武汉一模)(多选)如图1所示,斜面体固定在水平面上,斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态,拉力F在如图2所示的范围内变化,取沿斜面向上为正方向。则物块所受的摩擦力f与时间t的关系图象可能正确的是()。【解析】若t=0时静摩擦力沿斜面向上,随F减小,f增大,F反向后,f在原来基础上继续增大,D项可能;若t=0时静摩擦力沿斜面向下,随F减小,f减小,在F=0前,f变为沿斜面向上,B项可能。【答案】BD7.(摩擦力)(2019年安阳联考)(多选)如图1所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B物体的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器通过水平细绳连接。从t=0时刻起,用一水平

8、向右的力F=kt(k为常数)作用在B上,力传感器的示数随时间变化的图线如图2所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求()。A.A、B之间的最大静摩擦力B.水平面与B之间的最大静摩擦力C.A、B之间的动摩擦因数ABD.B与水平面之间的动摩擦因数【解析】由题图可知,B与水平面间达到最大静摩擦力后,力传感器示数才大于零,水平面与B之间的最大静摩擦力Ffm=kt1,A、B相对滑动后,力传感器的示数保持不变,则A、B间的最大静摩擦力FfAB=kt2-Ffm=k(t2-t1),A、B两项正确;由于A、B的质量未知,则AB和不能求出,C、D两项错误。【答案】AB8. (弹力、胡克定律

9、)(2019年浙江金华五校联考)如图所示,质量为m的物体连接在置于水平面上的劲度系数为k的竖直轻弹簧上。一根弹性细绳跨过定滑轮与物体连接。弹性细绳没有拉力时,其端点位于M位置。缓慢拉细绳直到端点到N位置时,弹簧对物体的拉力大小恰好等于物体的重力。已知这种弹性细绳的弹力与伸长量成正比,比例系数为k,重力加速度大小为g, 求: (1)弹性细绳没有拉力时,弹簧的形变量。(2)把弹性细绳端点从M拉到N过程中物体上升的高度。(3)M、N间的距离。【解析】(1)细绳没有拉力时,弹簧处于压缩状态,设压缩量为x0,有kx0=mg,解得x0=mgk。(2)当弹性细绳端点从M缓慢拉到N位置时,因弹簧对物体的拉力大

10、小恰好等于物体的重力,说明弹簧处于伸长状态,且伸长量x1=x0=mgk所以物体上升的高度h=2x0=2mgk。(3)弹性细绳中的弹力FT=2mg弹性细绳的伸长量x2=FTk=2mgkM、N间的距离xMN=h+x2=2mg1k+1k。【答案】(1)mgk(2)2mgk(3)2mg1k+1k1.(2019年全国卷,T19)(多选) 如图,一粗糙斜面固定在地面上,斜面顶端装有一光滑定滑轮。一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块N,另一端与斜面上的物块M相连,系统处于静止状态。现用水平向左的拉力缓慢拉动N,直至悬挂N的细绳与竖直方向成45。已知M始终保持静止,则在此过程中()。A.水平拉力的大小可能保持不变B

11、.M所受细绳的拉力大小一定一直增加C.M所受斜面的摩擦力大小一定一直增加D.M所受斜面的摩擦力大小可能先减小后增加【解析】N一直处于平衡状态,设悬挂N的细绳与竖直方向的夹角为,则水平拉力F=mgtan ,细绳的拉力T=mgcos, 在由0增加到45的过程中,水平拉力F逐渐增大,细绳的拉力T也逐渐增大,A项错误,B项正确;如果初始状态M受到的静摩擦力沿斜面向上,随着细绳的拉力T的增大,M受到的静摩擦力将先减小到零,然后反向增大,D项正确,C项错误。【答案】BD2.(2019年4月浙江选考,T11)如图所示,一根粗糙的水平横杆上套有A、B两个轻环,系在两环上的等长细绳拴住的书本处于静止状态,现将两

12、环距离变小后书本仍处于静止状态,则()。A.杆对A环的支持力变大B.B环对杆的摩擦力变小C.杆对A环的力不变D.与B环相连的细绳对书本的拉力变大【解析】对两环和书本的整体受力分析,竖直方向有2FN=mg,可知将两环距离变小后杆对A环的支持力不变,A项错误;对圆环B受力分析可知,f=Tcos ,对书本有2Tsin =mg,解得f=mg2tan(其中是绳与杆之间的夹角),则当两环距离变小后,变大,f减小,与B环相连的细绳对书本的拉力T变小,B项正确,D项错误;同理,杆对A环的摩擦力减小,杆对A环的支持力不变,则杆对A环的力减小,C项错误。【答案】B3.(2017年全国卷 ,T17)一根轻质弹性绳的

13、两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()。A.86 cmB.92 cmC.98 cmD.104 cm【解析】前后两次钩码均处于平衡状态,即合力为零,在改变绳长的同时,绳与竖直方向的夹角跟着改变。由题可知,挂上钩码后,如图甲所示,此时弹性绳长度为100 cm,则=37,sin =0.6。对结点O进行受力分析如图乙所示,则由图乙得2Tsin =mg,当将两端缓慢移动至同一点时,由受力分析可得2T=mg

14、,由弹性绳上弹力F=kx得出Tx=Tx,由题可知x=100 cm-80 cm=20 cm,则移动后弹性绳伸长的长度x=12 cm,那么弹性绳总长度变为L=L0+x=92 cm,B项正确。甲乙【答案】B4.(2016年海南卷,T2)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则()。A.f1=0,f20,f30B.f10,f2=0,f3=0C.f10,f20,f3=0D.f10,f20,f30【解析】对整体受力分析可知,整体相对地面没有运动趋势,故f3=0;再将a和b看成一个整

15、体,a、b整体有相对斜面向下运动的趋势,故b与P之间有摩擦力,即f20;最后对a受力分析可知,a相对于b有向下运动的趋势,a和b之间存在摩擦力作用,即f10,C项正确。【答案】C5.(2015年山东卷,T16)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为1,A与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为()。A.112B.1-1212C.1+1212D.2+1212【解析】设水平作用力大小为F,对滑块A、B整体在水平方向上有F=2(mA+mB)g;对滑块B在竖直方向上有1F=mBg,联立解得mAmB=1-1212,B项正确。【答案】B6.(2015年上海卷,T14)如图,一质量为m的正方体物块置于风洞内的水平面上,其一面与风速垂直,当风速为v0时刚好能推动该物块。已知风对物块的推力FSv2,其中v为风速、S为物块迎风面积。当风速变为2v0时,刚好能推动用同一材料做成的另一