第三章相互作用
第3节摩擦力
一、摩擦力
1.概念:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时,就会在接触面上产生_____相对运动的力,这种力叫做摩擦力。
2.分类:摩擦力分_________和__________。
3.性质:摩擦力是接触力,属除_______、_______之外的另一种性质的力。
二、静摩擦力
1.定义:两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时,在接触面上产生的阻碍物体间相对运动趋势的力。
2.产生条件
(1)两物体接触且_______,即存在弹力;
(2)接触面______;
(3)接触物体间有____________。
3.方向:沿着________,跟物体的相对运动的趋势方向________。
4.大小:由物体的运动状态和周围物体对它施加的力的情况决定,但有一个最大值。
5.最大静摩擦力:静摩擦力的最大值fmax在数值上等于物体刚开始运动时的外力。
6.静摩擦力f的大小范围:__________。
三、滑动摩擦力
1.定义:当一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力。
2.产生条件
(1)两物体接触且相互挤压,即存在弹力;
(2)接触面粗糙;
(3)接触物体间有____________。
3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向相反。
4.大小:滑动摩擦力的大小跟正压力成_________,即跟两个物体表面间的弹力成_________,表达式F=____________,其中μ为___________,它的数值跟相互接触的两个物体的__________和接触面的情况(如粗糙程度)有关。
阻碍静摩擦力滑动摩擦力重力弹力
相互挤压粗糙相对运动的趋势接触面相反0span=""f≤fmax
相对运动正比正比μN动摩擦因数材料
一、摩擦力
1.摩擦力阻碍的是相对运动的趋势或相对运动的方向。
2.摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
3.受摩擦力作用的物体可以是静止的,也可以是运动的。
4.最大静摩擦力与接触面的粗糙程度及正压力有关,且与正压力成正比。
(·贵州铜仁伟才学校高一期末)关于摩擦力的说法正确的是
A.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动
C.正压力越大,静摩擦力越大
D.静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反
D
滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反,故A错误;滑动摩擦力不一定阻碍物体的运动,如汽车的启动轮受到地面的摩擦力,使汽车运动,而不是阻碍汽车运动;故B错误;静摩擦力与外力大小有关,与正压力无关,故C错误;静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势的方向相反,故D正确.所以D正确,ABC错误.
二、摩擦力的计算
1.静摩擦力的计算
(1)物体处于平衡状态(静止或匀速运动),利用力的平衡条件来判断其大小。
(2)物体有加速度时,若只有静摩擦力,则f=ma;若除静摩擦力外,物体还受其他力,则F合=ma,先求合力再求静摩擦力。
2.滑动摩擦力的计算
滑动摩擦力的大小用公式f=μN来计算,应用此公式时要注意以下几点:
(1)μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;N为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力。
(2)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度和接触面的大小均无关。
(·江苏高一月考)重N的物体,静止在粗糙的水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当物体受到一个大小为10N,方向水平向右的拉力作用后,水平面对物体的摩擦力大小和方向是
A.10N,水平向左B.10N,水平向右
C.20N,水平向左D.20N,水平向右
A
物体的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,故有
故当物体受到一个大小为10N,方向水平向右的拉力作用后,物体相对地面有向右的运动趋势,拉力小于最大静摩擦力,故物体静止不动,此时摩擦力
方向水平向左,故A正确,BCD错误。
故选A。
三、摩擦力有无及方向的判定
1.判断静摩擦力的方向时,可用“假设法”判定,方便快捷。
2.摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同,也可以与物体运动的方向相反,即摩擦力可以是动力也可以是阻力。
3.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的。
4.摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力。
(·伊美区第二中学高一月考)把一个重为G的物体,用一个水平力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,如下图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是( )
A.B.
C.D.
B
由于物体所受的水平推力为,由二力平衡得,墙与物体间的压力。当F比较小时,物体受的摩擦力Ff小于物体的重力G,物体将沿墙壁下滑,此时物体间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
当摩擦力F等于重力G时,物体不能立即停止运动,物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力,随着摩擦力的增大,摩擦力将大于重力,物体做减速运动直至静止,摩擦力将变为静摩擦力,静摩擦力与正压力无关,跟重力始终平衡,故ACD错误,B正确。
故选B。
方法提炼:
(1)假设法:假设法有两种。一种是假设接触面光滑,不存在摩擦力,看所研究的物体是否改变原来的运动状态;另一种是假设摩擦力存在,看所研究的物体是否改变原来的运动状态。
(2)状态法:静摩擦力的大小与方向可变。明确物体的运动状态,分析物体的受力情况,根据平衡方程或牛顿第二定律求解静摩擦力的大小和方向。
(3)牛顿第三定律法:此法的关键是抓住“力是成对出现的”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向。
四、摩擦力的突变问题
当物体的受力情况发生变化时,摩擦力的大小和方向往往也会发生变化,有可能会导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。解决该类问题需注意以下四点:
1.如题干中无特殊说明,一般认为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。
2.由于此类问题设计的过程较为复杂,采用特殊位置法解题往往比采用过程分析法解题更简单。
3.静摩擦力是被动力,它的存在及大小、方向取决于物体间的相对运动趋势,且静摩擦力存在最大值。静摩擦力为零的状态,是方向变化的临界状态;静摩擦力达到最大值,是物体恰好保持相对静止的临界状态。
4.滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间,因此两物体的速度相同时,滑动摩擦力要发生突变(摩擦力大小为零或为静摩擦力)。
如图,人重N,木块A重N,人与A、A与地面间的动摩擦因数均为0.2。现用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:
(1)人对绳的拉力;
(2)人脚对A的摩擦力。
参考答案:NN,水平向右
试题解析:(1)取人和木块为整体,受到地面的摩擦力fA=μ(mA+m人)g=N
由系统处于平衡状态,故2T=fA,得T=N
(2)取A为研究对象,由A处于平衡状态,有T+f人=fA,得f人=N,水平向右
1.(·三亚华侨学校高一开学考试)如图所示,用力F把铁块压在竖直墙上不动,那么,当F增大时,关于铁块对墙的压力N,铁块受墙的摩擦力f,下列判断正确的是()
A.N增大,f不变B.N增大,f增大C.N变小,f不变D.N不变,f不变
A
当重力小于最大静摩擦力时,物体处于静止,摩擦力大小等于外力大小;当重力大于最大静摩擦力时,物体处于滑动,则摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积.用水平力F压铁块于竖直墙壁上不动,设墙壁对铁块的压力为N,对铁块的摩擦力为f,当F增大时,它的反作用力即墙壁对铁块的压力为N也增大.而铁块的摩擦力是由铁块的重力引起的,所以摩擦力不变.由于铁块处于静止状态,所以所受的合力为零.
故选A.
学会区别静摩擦力与滑动摩擦力,且大小的计算.静摩擦力的大小等于引起它有运动趋势的外力,而滑动摩擦力等于μFN.同时知道作用力与反作用力跟平衡力的关系.
2.(·湖南高一期末)在水平面上有一木块受到两个推力处于静止状态,其中,。若撤去力,则( )
A.木块受到合力大小为6N,方向向左
B.木块受到合力大小为16N,方向向左
C.木块受到的摩擦力大小为10N,方向向右
D.木块受到的摩擦力大小为6N,方向向右
D
开始F1和F2的合力为10N,但物体保持静止,由此可知物体与水平面之间的最大静摩擦力至少有10N,所以撤去F1后,在F2的作用下木块不会发生滑动,所以木块受到的摩擦力仍然是静摩擦。
CD.由上面的分析可知,木块受到水平面的静摩擦力作用,大小为6N,方向水平向右,故C错误,D正确;
AB.由上面的分析可知,木块所受合力为零,故AB错误。故选D。
3.(·伊美区第二中学高一月考)如图所示,物体在F=N,方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右运动。已知物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2,物体质m=5kg,可知物体所受摩擦力为(g=10m/s2)
A.10N,水平向右
B.20N,水平向右
C.10N,水平向左
D.20N,水平向左
C
由题意可知物体受到滑动摩擦力,由f=μFN可求向物体受到的摩擦力的大小及方向.
物体相对地面运动,故物体受到的滑动摩擦力,则摩擦力的大小为:f=μFN=μmg=0.2×5×10N=10N;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,故摩擦力方向向左,故C正确,ABD错误;故选C。
本题考查摩擦力的大小及方向,在求摩擦力的题目时,要先明确是静摩擦力还是滑动摩擦力,再根据其不同性质进行求解.
4.(·吉林省实验高二期末)如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行,长木板与水平地面间动摩擦因数为μ2,木块与木板间的动摩擦因数为μ1,已知长木板处于静止状态,那么此时长木板受到地面的摩擦力大小为( )
A.μ2mgB.μ1mgC.μ1(m+M)gD.μ2mg+μ2Mg
B
长木板与木块之间发生了相对滑动,产生了滑动摩擦力,设其为f1,则
f1=μ1mg
对长木板受力分析,可知在水平方向长木板受到木块对其向右的滑动摩擦力f1,还受到地面对其向左的静摩擦力f2,由共点力平衡条件知:
f2=f1=μ1mg.
故选B。
5.(·景东彝族自治县第一中学高一期中)用手握重为1N的圆柱形瓶子,握力为20N,使其在竖直方向处于静止状态,则手与瓶子间的摩擦力为( )
A.21NB.20NC.19ND.1N
D
手握瓶子在竖直方向上,瓶子有向下运动的趋势,重力是引起其运动趋势的外力,根据竖直方向二力平衡可知摩擦力为
f=mg=1N
故选D。
分析摩擦力时,一定首先分析是动摩擦力还是静摩擦力,弄清它们的决定因素;注意静摩擦力和物体之间的支持力无关,而最大静摩擦力和支持力有关。
6.(·广西钦州市高三三模)日常生活中,我们在门下缝隙处塞紧一个木楔(侧面如图所示),往往就可以把门卡住。有关此现象的分析,下列说法正确的是
A.木楔对门的作用力大于门对木楔的作用力,因而能将门卡住
B.门对木楔作用力的水平分量等于地面对木楔摩擦力的大小
C.只要木楔的厚度合适都能将门卡住,与顶角θ的大小无关
D.只要木楔对门的压力足够大就能将门卡住,与各接触面的粗糙程度无关
7.水平的皮带传输装置如图所示,皮带的速度保持不变,物体被轻轻地放在A端皮带上,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C后滑动停止,随后就随皮带一起匀速运动,直至传送到目的地B端,在传输过程中,该物体受摩擦力情况是
A.在AC段受水平向左的滑动摩擦力
B.在AC段受水平向右的滑动摩擦力
C.在CB段不受静摩擦力
D.在CB段受水平向右的静摩擦力
8.(·广东省普通高中学业水平考试)如图所示,木块M被水平力F压在竖直墙壁上,保持静止状态。关于物体受到墙壁的静摩擦力,下列说法正确的是
A.因为木块静止,所以静摩擦力为零
B.因为木块有下滑的趋势,所以静摩擦力的方向竖直向下
C.如果增大F,静摩擦力将增大
D.如果增大F,静摩擦力仍保持不变
9.如右图所示,质量为m1的木块P在质量为m2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.μ1m2gB.μ2m1gC.μ1(m1+m2)gD.μ1m2g+μ2m1g
10.(·北京市昌平区高一期末质量抽测)如图所示,重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的木箱就会自动滑下。以下说法正确的是
A.木箱下滑前,车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越大
B.木箱下滑前,车厢倾角越大,木箱与车厢间的压力越大
C.木箱下滑时,车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越大
D.木箱下滑时,车厢倾角越大,木箱与车厢的动摩擦因数越大
11.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,各接触面均粗糙,关于各物块受到摩擦力,下列说法正确的是
A.甲物块没有受摩擦力的作用
B.乙物体受到一个摩擦力的作用
C.丙物体受到两个摩擦力的作用
D.丁物体没有受到摩擦力的作用
12.(·广东省揭阳第一中学高一期末)如图所示,质量为m的木块放置在质量为2m的长木板上,在水平向右的拉力F的作用下,木块和木板一起以相等的速度做匀速直线运动,木块与木板之间的动摩擦因数为1,木板与地面间的动摩擦因数为2,取最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则
A.1=22B.12span=""2C.1≤32D.1≥32
13.将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理习题册内,A4纸上方书页总质量为0.3kg,A4纸下方书页总质量为0.5kg,A4纸与书页之间、书与桌面之间的动摩擦因数均为0.4,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为(取g=10m/s2)
A.4NB.5.6NC.2.4ND.3.2N
14.(·天津市耀华中学高三月考)如图所示,一长直木板的上表面放有一小物块,当木板以远离物块的一端O为轴,由水平位置缓慢向上转动(α角变大)时,则物块受到的摩擦力Ff随转过的角度α变化的图象可能是图中的
A.B.
C.D.
15.(·河北石家庄二中高一期末)如图所示,斜面体固定在水平地面上,一物块静止在斜面上,物块上端连接一轻弹簧,现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端,则弹簧的弹力F′、物块受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是( )(时间足够长,斜面足够长,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
A.B.
C.D.
AD
AB.弹簧的弹力始终等于拉力F,即F′=kt,故A正确,B错误;CD.物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mgsinα,方向向上,在拉力F增大的过程中,静摩擦力的大小变化满足
F+Ff=mgsinα
随着F的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,摩擦力变为滑动摩擦力,大小就保持恒定,故C错误,D正确。故选AD。
16.(·伊美区第二中学高一月考)下列说法中正确的是( )
A.拿一根细竹竿波动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于竹竿发生形变而产生的
B.摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成正比
C.有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力
D.摩擦力的方向总是与运动方向相反,起阻碍物体运动的作用
AC
弹力不一定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反;滑动摩擦力的大小与压力成正比,与重力无关,从而即可求解.
拿一根细竹竿波动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于竹竿发生形变而产生的,选项A正确;根据滑动摩擦力的计算公式f=μN可知:滑动摩擦力的大小与正压力成正比,可以与物体重力无关,故B错误;有弹力不一定有摩擦力,还要看接触面是否粗糙以及有没有性对运动或相对运动趋势;但是有摩擦力必定有弹力,选项C正确;摩擦力的方向总是与相对运动方向相反,起阻碍物体相对运动的作用,选项D错误;故选AC.
17.(·伊美区第二中学高一期末)如图所示,甲、乙、丙、丁四个质量、形状相同的斜面体放在水平面上固定不动,另有四个质量相同的小物块放在斜面顶端,已知小物块与斜面的接触面均粗糙.甲中物块匀加速下滑,乙中物块匀速下滑,丙中物块匀减速下滑,丁中物块静止在斜面上.则关于小物块受到的摩擦力及摩擦力的方向,下列说法正确的是( )
A.甲、乙、丙、丁中四个物块受到的摩擦力都为滑动摩擦力
B.甲、乙、丙中物块受到的摩擦力都为滑动摩擦力,丁为静摩擦力
C.甲、乙、丙、丁中四个物块受到的摩擦力的方向均沿斜面向上
D.甲、乙、丙中物块受到的摩擦力方向均沿斜面向上,丁中物块所受摩擦力方向沿斜面向下
BC
AB、甲、乙、丙中物体相对斜面体滑动,物块受到的摩擦力都为滑动摩擦力,丁中物体相对斜面体静止,有向下滑动的趋势,物块受到的摩擦力为静摩擦力,故A错误,B正确;
CD、甲、乙、丙中物体相对斜面体向下滑动,物块受到的摩擦力的方向均沿斜面向上,丁中物体相对斜面体有向下滑动的趋势,物块受到的摩擦力的方向沿斜面向上,故C正确,D错误;
故选BC。
18.(·玉龙纳西族自治县田家炳民族中学高二期中)如图所示,重型自卸车利用液压装置使车厢缓慢倾斜到一定角度,车厢上的木箱就会自动滑下。以下说法正确的是
A.木箱下滑前,车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越大
B.木箱下滑前,车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越小
C.木箱下滑时,车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越大
D.木箱下滑时,车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越小
AD
下滑前,木箱处于静止,即平衡状态,则有:mgsinθ=f,当θ增大时,f增大,故A正确,B错误;下滑时,木箱受到是滑动摩擦力,根据Ff=μN,而FN=mgcosθ,当θ增大时,FN逐渐减小,则滑动摩擦力减小,故C错误,D正确。故选AD。
19.(·黑龙江大庆实验中学高二期末)如图所示,物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连。斜面的倾角可以改变,讨论物块M对斜面的摩擦力的大小,则有( )
A.若物块M保持静止,则角越大,摩擦力一定越大
B.若物块M保持静止,则角越大,摩擦力可能越小
C.若物块M沿斜面下滑,则角越大,摩擦力越大
D.若物块M沿斜面下滑,则角越大,摩擦力越小
BD
AB.物体m受到重力mg和拉力F,处于平衡状态
对滑块M受力分析,受重力Mg、支持力、拉力F和静摩擦力,其中静摩擦力方向取决于拉力F和重力的下滑分量的大小,若
受力如图
根据平衡条件,有
故越大,越大
若
受力如图
根据平衡条件,有
故越大,越小
A错误B正确;
CD.由于物体M下滑,所以物体所受到滑动摩擦力,有
由于是在斜面上
当增大时,减少(0~90度),所以减少,C错误D正确;
故选BD。
20.(·北京高考真题)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
21.(·新课标全国Ⅱ卷)物块在轻绳的拉动下沿倾角为30°的固定斜面向上匀速运动,轻绳与斜面平行。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为,重力加速度取10m/s2。若轻绳能承受的最大张力为N,则物块的质量最大为
A.kgB.kgC.kgD.kg
22.(·海南卷)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和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,f2≠0,f3≠0B.f1≠0,f2=0,f3=0
C.f1≠0,f2≠0,f3=0D.f1≠0,f2≠0,f3≠0
1.A当重力小于最大静摩擦力时,物体处于静止,摩擦力大小等于外力大小;当重力大于最大静摩擦力时,物体处于滑动,则摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积.用水平力F压铁块于竖直墙壁上不动,设墙壁对铁块的压力为N,对铁块的摩擦力为f,当F增大时,它的反作用力即墙壁对铁块的压力为N也增大.而铁块的摩擦力是由铁块的重力引起的,所以摩擦力不变.由于铁块处于静止状态,所以所受的合力为零.
故选A.
学会区别静摩擦力与滑动摩擦力,且大小的计算.静摩擦力的大小等于引起它有运动趋势的外力,而滑动摩擦力等于μFN.同时知道作用力与反作用力跟平衡力的关系.
2.D开始F1和F2的合力为10N,但物体保持静止,由此可知物体与水平面之间的最大静摩擦力至少有10N,所以撤去F1后,在F2的作用下木块不会发生滑动,所以木块受到的摩擦力仍然是静摩擦。
CD.由上面的分析可知,木块受到水平面的静摩擦力作用,大小为6N,方向水平向右,故C错误,D正确;
AB.由上面的分析可知,木块所受合力为零,故AB错误。故选D。
3.C由题意可知物体受到滑动摩擦力,由f=μFN可求向物体受到的摩擦力的大小及方向.
物体相对地面运动,故物体受到的滑动摩擦力,则摩擦力的大小为:f=μFN=μmg=0.2×5×10N=10N;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,故摩擦力方向向左,故C正确,ABD错误;故选C。
本题考查摩擦力的大小及方向,在求摩擦力的题目时,要先明确是静摩擦力还是滑动摩擦力,再根据其不同性质进行求解.
4.B长木板与木块之间发生了相对滑动,产生了滑动摩擦力,设其为f1,则
f1=μ1mg
对长木板受力分析,可知在水平方向长木板受到木块对其向右的滑动摩擦力f1,还受到地面对其向左的静摩擦力f2,由共点力平衡条件知:
f2=f1=μ1mg.
故选B。
5.D手握瓶子在竖直方向上,瓶子有向下运动的趋势,重力是引起其运动趋势的外力,根据竖直方向二力平衡可知摩擦力为
f=mg=1N
故选D。
分析摩擦力时,一定首先分析是动摩擦力还是静摩擦力,弄清它们的决定因素;注意静摩擦力和物体之间的支持力无关,而最大静摩擦力和支持力有关。
6.BA、木楔对门的作用力和门对木楔的作用力是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反,故A错误。B、对木楔受力分析如图所示:
水平方向:f=Fsinθ,最大静摩擦力约等于滑动摩擦力,门对木楔作用力的水平分量等于地面对木楔摩擦力的大小,故B正确;CD、对木锲,竖直方向:N=Fcosθ+mg,则fmax=μN=μ(Fcosθ+mg),要把门卡住,则有:不管多大的力F均满足满足fmax≥f,即μ(Fcosθ+mg)≥Fsinθ,不管m的大小,只要μ≥tanθ,就可把门卡住,故能否把门卡住,与顶角θ与接触面的粗糙程度有关,故CD错误。
7.BC在AC段滑块向右加速运动,加速度向右,故合力向右;滑块受重力、支持力和滑动摩擦力,滑动摩擦力提供加速度,所以滑动摩擦力向右,故A错误,B正确;在CB段滑块匀速直线运动,加速度为零,故合力为零;滑块受到重力和支持力,若有摩擦力,合力不为零,故C正确,D错误。
8.D对物体受力分析,受推力、重力,受墙壁对其垂直向外的支持力,由于物体保持静止,处于平衡状态,合力为零,故有竖直向上的静摩擦力,根据平衡条件有,即静摩擦力与重力平衡,与推力无关,故选项D正确,A、B、C错误。
9.B小木块在长木板上滑行时受到的摩擦力为,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。故大小为,B正确,ACD错误。
10.AAB.木箱下滑前处于平衡状态,则有:mgsinθ=f,FN=mgcosθ,θ增大时,FN逐渐减小,f增大,故A正确,B错误;C.木箱开始下滑时,受到的摩擦力是滑动摩擦力,大小f=μmgcosθ,则车厢倾角越大,木箱所受摩擦力越小,故C错误;D.摩擦因数与接触面的材料和粗糙程度决定,与正压力无关,所以自卸车车厢倾角变大,石块与车厢间的动摩擦因数不变,故D错误;故选A。
11.ABC接触面是水平的,以下只分析水平方向的力:甲不受摩擦力的作用,如果受摩擦力的话,甲不能处于平衡状态。甲不给乙摩擦力的作用,故乙只受到丙给它的一个摩擦力的作用。丁只受地面给它的一个摩擦力的作用。因为丙给乙一个向后的摩擦力,故乙给丙一个向前的摩擦力,丙给丁一个向前的推力,所以丁给丙一个向后的推力,丙静止,故丙受到地面给它向后的摩擦力。综上所述:甲不受摩擦力;乙受1个摩擦力;丙受2个摩擦力;丁受一个摩擦力。故ABC正确,D错误。故选ABC。
12.D以木板为研究对象,木板水平方向受到两个力:m给的向右的静摩擦力,大小为,和地面给的向左的滑动摩擦力,对木板根据平衡条件有:,由题可知:最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则,即:,因此,故ABC错误,D正确。
13.CA4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力,则有,当拉力等于摩擦力时,拉力最小,所以有,C正确。
14.C物块受到的摩擦力在开始为静摩擦力,f=mgsinθ,为正弦规律变化;而滑动后,f′=μmgcosθ,为余弦规律变化,而滑动摩擦力等于最大静摩擦力,故C正确;故选C。
15.ADAB.弹簧的弹力始终等于拉力F,即F′=kt,故A正确,B错误;CD.物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mgsinα,方向向上,在拉力F增大的过程中,静摩擦力的大小变化满足
F+Ff=mgsinα
随着F的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,摩擦力变为滑动摩擦力,大小就保持恒定,故C错误,D正确。故选AD。
16.AC弹力不一定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反;滑动摩擦力的大小与压力成正比,与重力无关,从而即可求解.
拿一根细竹竿波动水中的木头,木头受到竹竿的弹力,这是由于竹竿发生形变而产生的,选项A正确;根据滑动摩擦力的计算公式f=μN可知:滑动摩擦力的大小与正压力成正比,可以与物体重力无关,故B错误;有弹力不一定有摩擦力,还要看接触面是否粗糙以及有没有性对运动或相对运动趋势;但是有摩擦力必定有弹力,选项C正确;摩擦力的方向总是与相对运动方向相反,起阻碍物体相对运动的作用,选项D错误;故选AC.
17.BCAB、甲、乙、丙中物体相对斜面体滑动,物块受到的摩擦力都为滑动摩擦力,丁中物体相对斜面体静止,有向下滑动的趋势,物块受到的摩擦力为静摩擦力,故A错误,B正确;
CD、甲、乙、丙中物体相对斜面体向下滑动,物块受到的摩擦力的方向均沿斜面向上,丁中物体相对斜面体有向下滑动的趋势,物块受到的摩擦力的方向沿斜面向上,故C正确,D错误;
故选BC。
18.AD下滑前,木箱处于静止,即平衡状态,则有:mgsinθ=f,当θ增大时,f增大,故A正确,B错误;下滑时,木箱受到是滑动摩擦力,根据Ff=μN,而FN=mgcosθ,当θ增大时,FN逐渐减小,则滑动摩擦力减小,故C错误,D正确。故选AD。
19.BDAB.物体m受到重力mg和拉力F,处于平衡状态
对滑块M受力分析,受重力Mg、支持力、拉力F和静摩擦力,其中静摩擦力方向取决于拉力F和重力的下滑分量的大小,若
受力如图
根据平衡条件,有
故越大,越大
若
受力如图
根据平衡条件,有
故越大,越小
A错误B正确;
CD.由于物体M下滑,所以物体所受到滑动摩擦力,有
由于是在斜面上
当增大时,减少(0~90度),所以减少,C错误D正确;
故选BD。
20.CAB.为了能研究摩擦力随时间的变化曲线,故物块一直要处于静止状态,则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡,图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线,故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线,由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小,最后趋于不变,故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用,所以不需要让木板保持匀速运动,故AB错误;
C.由图可知,最大静摩擦力约为10N,滑动摩擦力约为7N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7,故C正确;
D.根据
,
可知,由于不知道物块的重力,故无法求物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。
故选C。
21.AT=f+mgsinθ,f=μN,N=mgcosθ,带入数据解得:m=kg,故A选项符合题意。
22.C对整体受力分析可知,整体相对地面没有相对运动趋势,故f3=0;再将a和b看成一个整体,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f2≠0;再对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f1≠0。C正确。
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