四 重力 弹力 摩擦力
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 .摩擦力的大小一定与弹力成正比
D .摩擦力的方向一定与弹力的方向垂直
答案:BD 解析:弹力是摩擦力产生的必要条件之一,但有弹力不一定有摩擦力,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然关系,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.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.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
答案:D 解析:分析B 的受力如图,因弹簧处于压缩状态,弹簧对
B 的弹力向左,A 对B 的静摩擦力向右,B 对A 的静摩擦力向左,选项A 、
B 错误;分析A 、B 及弹簧(整体) 的受力,整体只受重力和支持力,选项C
错误,D 正确.
3.如图所示,一个人用与水平方向成θ角斜向上的力F 拉放在粗糙水平面上质量为m 的箱子,箱子沿水平面做匀速运动.若箱子与水平面间的动摩擦因数为μ,则箱子所受的摩擦力大小为(
)
A .F sin θ
C .μmg B .F cos θ D .μ(mg -F sin θ)
答案:BD 解析:对箱子进行受力分析,箱子匀速运动,受力平衡,水平方向合力为零,水平方向有两个效果的力:F cos θ、摩擦力f ,这两个力等值反向,即摩擦力f
大小也等
于F cos θ,所以B 正确,A 错误.由f =μFN 得f =μ(mg -F sin θ) ,C 错误,D 正确.
4.木块A 、B 分别重50 N和60 N,它们与水平地面之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2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,系统置于水平地面上静止不动,如图所示.现将F =1 N的水平拉力作用在木块B 上,则下列说法正确的是(
)
A .木块A 所受摩擦力大小是12.5 N
B .木块A 所受摩擦力大小是11.5 N
C .木块B 所受摩擦力大小是9 N
D .木块B 所受摩擦力大小是7 N
答案:C 解析:未加F 时,木块A 在水平面内受弹簧的弹力F 1和静摩擦力F A 作用,且F 1=F A =kx =8 N,木块B 在水平面内受弹簧弹力F 2和静摩擦力F B 作用,且F 2=F B =kx =8 N ,在木块B 上施加F =1 N 且水平向右的拉力后,由于F 2+F
5.(2015·东莞模拟)(多选) 如图所示,物块M 在静止的传送带上以速度v 匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v ,
则传送带启动后( )
A .M 静止在传送带上
运动
C .M 受到的摩擦力不变 D .M 下滑的速度不变 B .M 可能沿斜面向上
答案:CD 解析:传送带启动前M 受到三个力:重力、支持力、滑动摩擦力且三力平衡,传送带启动后M 所受三力的大小、方向均未发生变化,三力仍平衡,故M 运动状态不变.
6.如图所示,物体A 置于倾角为θ的倾斜传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A 在上述两种情况下的受力描述,正确的是(
)
A .物体A 随传送带一起向上运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下
B .物体A 随传送带一起向下运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下
C .物体A 随传送带一起向下运动时,A 不受摩擦力作用
D .无论物体A 随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A 的作用力均相同 答案:D 解析:由于A 随传送带一起匀速运动,相对静止,由力的平衡条件知,无论向上运动还是向下运动,A 受的静摩擦力方向一定都是沿斜面向上的,且大小为F f =mg sin θ,选项D 正确.
7.(多选) 如图所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F ,且F 通过球心,下列说法正确的是(
)
A .球一定受墙的弹力且水平向左
B .球可能受墙的弹力且水平向左
C .球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上
D .球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上
答案:BC 解析:F 大小合适时,球可以静止在无墙的斜面上,F 增大到一定程度时墙才对球有水平向左的弹力,故A 错误,B 正确;而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落,故C 正确,D 错误.
8.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情况是(
)
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
答案:C 解析: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.
9.(2015·河北衡水中学调研) 如图所示,质量为m 1的木块P
在质量为m 2的长木板ab 上滑行,长木板放在水平地面上一直处
于静止状态.若ab 与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P 与长木板
ab 间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab 受到地面的摩擦力大小为( )
A .μ1m 2g
C .μ1(m 1+m 2) g B .μ2m 1g D .μ1m 2g +μ2m 1g
答案:B 解析:小木块在长木板上滑行时受到的摩擦力为μ2m 1g ,同时小木块对长木块亦有相同大小的摩擦力.由于木板始终处于静止状态,说明地面对木板的摩擦力(静摩擦力) 应与木块给木板的摩擦力相平衡.故B 正确.
10.(2015·吉林长春模拟) 如图所示,三个相同的木块放在同一水平面上,木块和水平面间的动摩擦因数都相同.分别给它们施加一个大小均为F 的作用力,其中给“1”“3”两木块的推力和拉力与水平方向的夹角相同,这时三个木块都保持静止.比较它们和水平面间的弹力大小F N1、F N2、F N3和摩擦力大小F f1、F f2、F f3,下列说法中正确的是(
)
A .F N1>F N2>F N3,F f1>F f2>F f3
B .F N1=F N2=F N3,F f1=F f2=F f3
C .F N1>F N2>F N3,F f1=F f3
D .F N1>F N2>F N3,F f1=F f2=F f3
答案:C 解析:对三个木块分别受力分析如图所示,由平衡条件可得,F N1=mg +F sin θ,F f1=F cos θ;F N2=mg ,F f2=F ;F N3=mg -F sin θ,F f3=F cos θ,则F N1>F N2>F N3,F f1=F f3
11.如图所示,测力计、绳子的质量都不计,摩擦也不计.物体A 重
40 N,物体B 重10 N,滑轮重2 N,两物体均处于静止状态,则测力计示数
和物体A 对水平地面的压力大小分别是( )
A .22 N和30 N
B .20 N和32 N
C .52 N和10 N
D .50 N和40 N
答案:A 解析:绳子上的拉力等于B 的重力,对滑轮受力分析,其受测力计向上的拉力、自身的重力及两绳对它的拉力,则测力计的示数为两倍绳子上的拉力和滑轮的重力之和,即10 N+10 N+2 N=22 N;物体A 对地面的压力等于A 的重力减去绳子的拉力,即40 N-10 N=30 N,选项A 正确.
12.(2015·揭阳一模)(多选) 如图所示,物体m 与斜面体M 一起静止在水平面上.若将斜面的倾角θ稍微增大一些,且物体m 仍静止在斜面上,则(
)
A .斜面体对物体的支持力变小
B .斜面体对物体的摩擦力变大
C .水平面与斜面体间的摩擦力变大
D .水平面与斜面体间的摩擦力变小
答案:AB 解析:取m 为研究对象进行受力分析知,其受到三个力作用:竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力,正交分解列平衡方程可知,A 、B 选项正确;取整体为研究对象受力分析可知,水平面与斜面体之间没有摩擦力,故C 、D 选项错误.
13.如图所示,倾角α=60°的斜面上,放一质量为1 kg的物体,
用k =100 N/m的轻质弹簧平行于斜面拉着,物体放在PQ 之间任何位
置都能处于静止状态,而超过这一范围,物体就会沿斜面滑动,若AP
=22 cm,AQ =8 cm,试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小.(取g
=10 m/s 2)
答案:7 N
解析:P 、Q 两点应是静摩擦力最大的两个临界位置,在P 点弹簧处于伸长状态,受力分析如图(1)所示.
f m =F 1-mg sin α ①
在Q 点弹簧处于压缩状态,受力分析如图(2)所示,
f m =F 2+mg sin α ②
设弹簧原长为x ,则有
F 1=k (0.22-x ) ③
F 2=k (x -0.08) ④
⎧⎪f m =F 1-mg sin α 由①②得⎨⎪f m =F 2+mg sin α⎩
所以2f m =F 1+F 2=k (0.22-0.08)
1f m =100×0.14 N=7 N. 2
14.某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,
然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的“功
力”下飘动起来.假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置
C (∠QCS =30°) 时,金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°,如图
所示.已知小球的质量为m ,该同学(含磁铁) 的质量为M ,求此时:
(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?
(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?
答案:(1)313 (2)Mg +mg 326
解析:(1)以小球为研究对象,受力分析如图甲所示,则由平衡条件得 F sin 30°=F C sin 30°
F C cos 30°+F cos 30°=mg
解得F =F C =3
mg . 3
(2)以小球和该同学整体为研究对象,受力分析如图乙所示,由平衡条件得 f =F sin 30°
N +F cos 30°=(M +m ) g
将F 值代入解得f =
1N =Mg +mg . 2
6
四 重力 弹力 摩擦力
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 .摩擦力的大小一定与弹力成正比
D .摩擦力的方向一定与弹力的方向垂直
答案:BD 解析:弹力是摩擦力产生的必要条件之一,但有弹力不一定有摩擦力,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然关系,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.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.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
答案:D 解析:分析B 的受力如图,因弹簧处于压缩状态,弹簧对
B 的弹力向左,A 对B 的静摩擦力向右,B 对A 的静摩擦力向左,选项A 、
B 错误;分析A 、B 及弹簧(整体) 的受力,整体只受重力和支持力,选项C
错误,D 正确.
3.如图所示,一个人用与水平方向成θ角斜向上的力F 拉放在粗糙水平面上质量为m 的箱子,箱子沿水平面做匀速运动.若箱子与水平面间的动摩擦因数为μ,则箱子所受的摩擦力大小为(
)
A .F sin θ
C .μmg B .F cos θ D .μ(mg -F sin θ)
答案:BD 解析:对箱子进行受力分析,箱子匀速运动,受力平衡,水平方向合力为零,水平方向有两个效果的力:F cos θ、摩擦力f ,这两个力等值反向,即摩擦力f
大小也等
于F cos θ,所以B 正确,A 错误.由f =μFN 得f =μ(mg -F sin θ) ,C 错误,D 正确.
4.木块A 、B 分别重50 N和60 N,它们与水平地面之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2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,系统置于水平地面上静止不动,如图所示.现将F =1 N的水平拉力作用在木块B 上,则下列说法正确的是(
)
A .木块A 所受摩擦力大小是12.5 N
B .木块A 所受摩擦力大小是11.5 N
C .木块B 所受摩擦力大小是9 N
D .木块B 所受摩擦力大小是7 N
答案:C 解析:未加F 时,木块A 在水平面内受弹簧的弹力F 1和静摩擦力F A 作用,且F 1=F A =kx =8 N,木块B 在水平面内受弹簧弹力F 2和静摩擦力F B 作用,且F 2=F B =kx =8 N ,在木块B 上施加F =1 N 且水平向右的拉力后,由于F 2+F
5.(2015·东莞模拟)(多选) 如图所示,物块M 在静止的传送带上以速度v 匀速下滑时,传送带突然启动,方向如图中箭头所示,若传送带的速度大小也为v ,
则传送带启动后( )
A .M 静止在传送带上
运动
C .M 受到的摩擦力不变 D .M 下滑的速度不变 B .M 可能沿斜面向上
答案:CD 解析:传送带启动前M 受到三个力:重力、支持力、滑动摩擦力且三力平衡,传送带启动后M 所受三力的大小、方向均未发生变化,三力仍平衡,故M 运动状态不变.
6.如图所示,物体A 置于倾角为θ的倾斜传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A 在上述两种情况下的受力描述,正确的是(
)
A .物体A 随传送带一起向上运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下
B .物体A 随传送带一起向下运动时,A 所受的摩擦力沿斜面向下
C .物体A 随传送带一起向下运动时,A 不受摩擦力作用
D .无论物体A 随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A 的作用力均相同 答案:D 解析:由于A 随传送带一起匀速运动,相对静止,由力的平衡条件知,无论向上运动还是向下运动,A 受的静摩擦力方向一定都是沿斜面向上的,且大小为F f =mg sin θ,选项D 正确.
7.(多选) 如图所示,一倾角为45°的斜面固定于竖直墙上,为使一光滑的铁球静止,需加一水平力F ,且F 通过球心,下列说法正确的是(
)
A .球一定受墙的弹力且水平向左
B .球可能受墙的弹力且水平向左
C .球一定受斜面的弹力且垂直斜面向上
D .球可能受斜面的弹力且垂直斜面向上
答案:BC 解析:F 大小合适时,球可以静止在无墙的斜面上,F 增大到一定程度时墙才对球有水平向左的弹力,故A 错误,B 正确;而斜面对球必须有斜向上的弹力才能使球不下落,故C 正确,D 错误.
8.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情况是(
)
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
答案:C 解析: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.
9.(2015·河北衡水中学调研) 如图所示,质量为m 1的木块P
在质量为m 2的长木板ab 上滑行,长木板放在水平地面上一直处
于静止状态.若ab 与地面间的动摩擦因数为μ1,木块P 与长木板
ab 间的动摩擦因数为μ2,则长木板ab 受到地面的摩擦力大小为( )
A .μ1m 2g
C .μ1(m 1+m 2) g B .μ2m 1g D .μ1m 2g +μ2m 1g
答案:B 解析:小木块在长木板上滑行时受到的摩擦力为μ2m 1g ,同时小木块对长木块亦有相同大小的摩擦力.由于木板始终处于静止状态,说明地面对木板的摩擦力(静摩擦力) 应与木块给木板的摩擦力相平衡.故B 正确.
10.(2015·吉林长春模拟) 如图所示,三个相同的木块放在同一水平面上,木块和水平面间的动摩擦因数都相同.分别给它们施加一个大小均为F 的作用力,其中给“1”“3”两木块的推力和拉力与水平方向的夹角相同,这时三个木块都保持静止.比较它们和水平面间的弹力大小F N1、F N2、F N3和摩擦力大小F f1、F f2、F f3,下列说法中正确的是(
)
A .F N1>F N2>F N3,F f1>F f2>F f3
B .F N1=F N2=F N3,F f1=F f2=F f3
C .F N1>F N2>F N3,F f1=F f3
D .F N1>F N2>F N3,F f1=F f2=F f3
答案:C 解析:对三个木块分别受力分析如图所示,由平衡条件可得,F N1=mg +F sin θ,F f1=F cos θ;F N2=mg ,F f2=F ;F N3=mg -F sin θ,F f3=F cos θ,则F N1>F N2>F N3,F f1=F f3
11.如图所示,测力计、绳子的质量都不计,摩擦也不计.物体A 重
40 N,物体B 重10 N,滑轮重2 N,两物体均处于静止状态,则测力计示数
和物体A 对水平地面的压力大小分别是( )
A .22 N和30 N
B .20 N和32 N
C .52 N和10 N
D .50 N和40 N
答案:A 解析:绳子上的拉力等于B 的重力,对滑轮受力分析,其受测力计向上的拉力、自身的重力及两绳对它的拉力,则测力计的示数为两倍绳子上的拉力和滑轮的重力之和,即10 N+10 N+2 N=22 N;物体A 对地面的压力等于A 的重力减去绳子的拉力,即40 N-10 N=30 N,选项A 正确.
12.(2015·揭阳一模)(多选) 如图所示,物体m 与斜面体M 一起静止在水平面上.若将斜面的倾角θ稍微增大一些,且物体m 仍静止在斜面上,则(
)
A .斜面体对物体的支持力变小
B .斜面体对物体的摩擦力变大
C .水平面与斜面体间的摩擦力变大
D .水平面与斜面体间的摩擦力变小
答案:AB 解析:取m 为研究对象进行受力分析知,其受到三个力作用:竖直向下的重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的摩擦力,正交分解列平衡方程可知,A 、B 选项正确;取整体为研究对象受力分析可知,水平面与斜面体之间没有摩擦力,故C 、D 选项错误.
13.如图所示,倾角α=60°的斜面上,放一质量为1 kg的物体,
用k =100 N/m的轻质弹簧平行于斜面拉着,物体放在PQ 之间任何位
置都能处于静止状态,而超过这一范围,物体就会沿斜面滑动,若AP
=22 cm,AQ =8 cm,试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小.(取g
=10 m/s 2)
答案:7 N
解析:P 、Q 两点应是静摩擦力最大的两个临界位置,在P 点弹簧处于伸长状态,受力分析如图(1)所示.
f m =F 1-mg sin α ①
在Q 点弹簧处于压缩状态,受力分析如图(2)所示,
f m =F 2+mg sin α ②
设弹簧原长为x ,则有
F 1=k (0.22-x ) ③
F 2=k (x -0.08) ④
⎧⎪f m =F 1-mg sin α 由①②得⎨⎪f m =F 2+mg sin α⎩
所以2f m =F 1+F 2=k (0.22-0.08)
1f m =100×0.14 N=7 N. 2
14.某同学表演魔术时,将一小型条形磁铁藏在自己的袖子里,
然后对着一悬挂的金属小球指手画脚,结果小球在他神奇的“功
力”下飘动起来.假设当隐藏的小磁铁位于小球的左上方某一位置
C (∠QCS =30°) 时,金属小球偏离竖直方向的夹角θ也是30°,如图
所示.已知小球的质量为m ,该同学(含磁铁) 的质量为M ,求此时:
(1)悬挂小球的细线的拉力大小为多少?
(2)该同学受到地面的支持力和摩擦力大小各为多少?
答案:(1)313 (2)Mg +mg 326
解析:(1)以小球为研究对象,受力分析如图甲所示,则由平衡条件得 F sin 30°=F C sin 30°
F C cos 30°+F cos 30°=mg
解得F =F C =3
mg . 3
(2)以小球和该同学整体为研究对象,受力分析如图乙所示,由平衡条件得 f =F sin 30°
N +F cos 30°=(M +m ) g
将F 值代入解得f =
1N =Mg +mg . 2
6