2020屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 題組層級快練5 第二章 物體的平衡 第2講 摩擦力

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1、摩擦力 一、選擇題(其中1－9題，只有一個選項(xiàng)正確，10－11題有多個選項(xiàng)正確) 1．關(guān)于摩擦力，以下說法中正確的是(　　) A．運(yùn)動物體可能受到靜摩擦力作用，但靜止物體不可能受到滑動摩擦力作用 B．靜止物體可能受到滑動摩擦力作用，但運(yùn)動物體不可能受到靜摩擦力作用 C．正壓力越大，摩擦力就一定越大 D．摩擦力方向可能與速度方向在同一直線上，也可能與速度方向不在同一直線上 解析　靜摩擦力存在于相對靜止的兩物體之間，滑動摩擦力存在于相對運(yùn)動的兩物體之間，運(yùn)動物體可能受到靜摩擦力作用，靜止物體也可能受到滑動摩擦力作用，選項(xiàng)A、B錯誤；由Ff＝μFN知，滑動摩擦力與壓力成正比，而靜摩擦

2、力與壓力無關(guān)，選項(xiàng)C不正確；摩擦力方向有可能與速度方向不在一條直線上，比如隨水平轉(zhuǎn)盤一起勻速轉(zhuǎn)動的物體，受到的靜摩擦力指向圓盤的圓心，與速度垂直，選項(xiàng)D正確． 答案　D 2.(2020·河北模擬)用力將如圖所示的裝有塑料的輕圓吸盤壓緊在豎直的墻壁上，排除圓盤與墻壁之間的空氣，松手后往掛鉤上掛適當(dāng)?shù)奈矬w，圓盤不會掉下來．這是因?yàn)槲矬w對盤向下的拉力(　　) A．與大氣對圓盤的壓力平衡 B．與墻壁對圓盤的摩擦力平衡 C．與墻壁對圓盤的支持力平衡 D．與物體所受的重力平衡 解析　圓盤受外部大氣的壓力而壓在墻上，則墻對圓盤產(chǎn)生彈力，兩力大小相等，為平衡力；掛上重物后，由于物體有向下運(yùn)動的趨

3、勢，則圓盤與墻面間產(chǎn)生靜摩擦力，只要所掛重物的重力不超過最大靜摩擦力，圓盤即會平衡，所以選項(xiàng)B正確． 答案　B 設(shè)置目的　靜摩擦力通過力的平衡求解 3．(2020·遼寧省沈陽二中)如圖所示，質(zhì)量為m的長方體物體放在水平放置的鋼板C上，物體與鋼板間的動摩擦因數(shù)為μ，由于光滑導(dǎo)槽A、B的控制，該物體只能沿水平導(dǎo)槽運(yùn)動．現(xiàn)使鋼板以速度v向右運(yùn)動，同時用力F沿導(dǎo)槽方向拉動物體使其以速度v1(v1的方向與v的方向垂直)沿槽運(yùn)動，則F的大小(　　) A．等于μmg　　　　　　 B．大于μmg C．小于μmg D．不能確定 解析　滑動摩擦力的方向總是與物體相對運(yùn)動的方向相反，物體相對鋼板

4、是斜向左下方運(yùn)動，對長方體物體在水平方向進(jìn)行受力分析如圖所示．由圖可得，F(xiàn)的大小小于滑動摩擦力，選項(xiàng)A、B、D錯誤，C項(xiàng)正確． 答案　C 4．(2020·江蘇省揚(yáng)州市)如圖所示，質(zhì)量為m的木塊在質(zhì)量為M的長木板上向右滑行，木塊同時受到向右的拉力F的作用，長木板處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為μ1，木板與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2，以下幾種說法正確的是(　　) A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C．當(dāng)F>μ2(m＋M)g時，木板便會開始運(yùn)動 D．F足夠大時，木板可能運(yùn)動 解析　本題考查了摩擦力．以木板為研究

5、對象，木板水平方向兩個力：m的向右的滑動摩擦力，大小為f1＝μ1mg和地面向左的靜摩擦力f2，根據(jù)平衡條件，得f2＝f1＝μ1mg.故A項(xiàng)正確；地面對木板的最大靜摩擦力為fm＝μ2(m＋M)g，而題中條件不足，無法判斷木板所受的靜摩擦力是否達(dá)到最大值，所以木板受到地面的摩擦力的大小不一定是μ2(m＋M)g.故B項(xiàng)錯誤；當(dāng)F＞μ2(m＋M)g時，木塊對木板的滑動摩擦力大小仍等于f1＝μ1mg，沒有變化，木板不可能運(yùn)動．故C項(xiàng)錯誤；無論怎樣改變F的大小，木塊對木板的滑動摩擦力大小不變，不會大于地面對木板的最大靜摩擦力，木板都不可能運(yùn)動．故D項(xiàng)錯誤． 答案　A 5．(2020·安徽省皖江市)研究

6、滑動摩擦力大小的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，木塊和木板疊放于水平桌面上，彈簧測力計(jì)水平固定，通過水平細(xì)繩與木塊相連．用緩慢增大的力拉動木板，使之在桌面上滑動(木塊始終未脫離木板)．彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后(　　) A．由于木塊相對桌面靜止，彈簧測力計(jì)示數(shù)與木板的運(yùn)動狀態(tài)有關(guān) B．由于木塊相對桌面靜止，彈簧測力計(jì)示數(shù)一定等于木板受到的拉力 C．由于木板相對桌面運(yùn)動，彈簧測力計(jì)示數(shù)一定小于木板受到的拉力 D．由于木板相對桌面運(yùn)動，彈簧測力計(jì)示數(shù)一定大于木板受到的滑動摩擦力 解析　本題是牛頓運(yùn)動定律的板塊問題．當(dāng)拉力很小時，木塊和木板相對靜止，一起向右做加速運(yùn)動；拉力增大到某一值后，木板的加速度大于

7、木塊的加速度，兩物體發(fā)生相對滑動．因此，當(dāng)彈簧測力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，木塊相對地面靜止，木板向右加速．根據(jù)系統(tǒng)牛頓第二定律，木板受到的拉力大于彈簧測力計(jì)對木塊的拉力，即大于彈簧測力計(jì)的示數(shù)．故C項(xiàng)正確． 答案　C 6.如圖，在固定斜面上的一物塊受到一外力F的作用，F(xiàn)平行于斜面向上．若要物塊在斜面上保持靜止，F(xiàn)的取值應(yīng)有一定范圍，已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F2>0)．由此可求出(　　) A．物塊的質(zhì)量 B．斜面的傾角 C．物塊與斜面間的最大靜摩擦力 D．物塊對斜面的正壓力 解析　設(shè)斜面傾角為θ，斜面對物塊的最大靜摩擦力為f.平行于斜面的外力F取最大值F1時，最大靜摩擦力f方向沿斜

8、面向下，由平衡條件，可得F1＝f＋mgsinθ；平行于斜面的外力F取最小值F2時，最大靜摩擦力f方向沿斜面向上，由平衡條件，可得f＋F2＝mgsinθ；聯(lián)立解得物塊與斜面間的最大靜摩擦力f＝(F1－F2)/2，選項(xiàng)C正確． 答案　C 7．如圖所示，輪子的半徑均為R＝0.20 m，且均由電動機(jī)驅(qū)動以角速度ω＝8.0 rad/s逆時針勻速轉(zhuǎn)動，輪子的轉(zhuǎn)動軸在同一水平面上，軸心相距d＝1.6 m．現(xiàn)將一塊均勻木板輕輕地平放在輪子上，開始時木板的重心恰好在O2輪的正上方，已知木板的長度L>2d，木板與輪子間的動摩擦因數(shù)均為μ＝0.16，則木板的重心恰好運(yùn)動到O1輪正上方所需要的時間是(　　)

9、 A．1 s B．0.5 s C．1.5 s D．條件不足，無法判斷 解析　通過計(jì)算可知不能一直加速，必須是先加速再勻速，一直加速算出是 s，而正確答案是1.5 s，不是近似． 答案　C 設(shè)置目的　訓(xùn)練在摩擦力下的多過程問題 8.如圖所示，一物塊放在傾斜角為θ的傳輸帶上，且物塊始終與傳輸帶相對靜止．關(guān)于物塊所受到的靜摩擦力，下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)傳輸帶加速向上運(yùn)動時，加速度越大，靜摩擦力越大 B．當(dāng)傳輸帶勻速運(yùn)動時，速度越大，靜摩擦力越大 C．當(dāng)傳輸帶加速向下運(yùn)動時，靜摩擦力的方向一定沿斜面向下 D．當(dāng)傳輸帶加速向下運(yùn)動時，靜摩擦力的方向一定沿斜面向上 解

10、析　傳輸帶加速向上運(yùn)動，對物體受力分析，由牛頓第二定律得f－mgsinθ＝ma，故加速度越大，摩擦力越大，A項(xiàng)正確；傳輸帶勻速運(yùn)動時，根據(jù)平衡條件得f＝mgsinθ，靜摩擦力與物體運(yùn)行速度無關(guān)，B項(xiàng)錯誤；當(dāng)傳輸帶加速向下運(yùn)動時，如果加速度小于gsinθ，摩擦力沿斜面向上，如果加速度大于gsinθ，摩擦力沿斜面向下，C、D項(xiàng)錯誤． 答案　A 設(shè)置目的　訓(xùn)練皮帶傳送中的摩擦力的分析 9．(2020·陜西忻州)如圖所示，傾角為θ的斜面體放在粗糙水平地面上，斜面頂端安有滑輪，不可伸長的輕繩連接A、B并跨過滑輪，起初A懸空，B靜止于斜面上．現(xiàn)用水平力F拉住繩上的一點(diǎn)，使A從豎直緩慢移動到虛線位置，

11、在此過程中斜面體與物體B始終保持靜止．則(　　) A．繩子的張力一直減小 B．物塊B受到的摩擦力一定沿斜面向上 C．斜面體對地面的壓力減小 D．地面對斜面體的摩擦力增大 解析　開始時繩子拉力與A物體重力平衡，施加外力F緩慢移動過程，繩子拉力與外力的合力與物體A的重力平衡，由力的合成可知繩子張力一直增大；由于物體B沿斜面方向的分力與物體A的重力大小關(guān)系不能確定，因而整個過程物塊B受到的摩擦力不一定沿斜面向上；將三者視為一整體，豎直方向受力不變，水平方向受到外力F作用，因而斜面體對地面的壓力不變，地面對斜面體的摩擦力增大． 答案　D 設(shè)置目的　本題考查的是受力分析及平衡力的概念的問題

12、 10.(2020·四川)如圖所示，水平傳送帶以速度v1勻速運(yùn)動，小物體P、Q由通過定滑輪且不可伸長的輕繩相連，t＝0時刻P在傳送帶左端具有速度v2，P與定滑輪間的繩水平，t＝t0時刻P離開傳送帶．不計(jì)定滑輪質(zhì)量和摩擦，繩足夠長．正確描述小物體P速度隨時間變化的圖像可能是 (　　) 解析　整體來看，可能的情況有第一種v2＜v1(含兩種情況即f＞GQ和f＜GQ)，第二種v2>v1(含兩種情況即f＞GQ和f＜GQ)，下面對這兩種情況及分態(tài)進(jìn)行分析． 若v2＜v1：則P受摩擦力f向右，若f＞GQ，則向右勻加速到速度為v1后做勻速運(yùn)動到離開，B選項(xiàng)可能； 若f＜GQ，則向右做勻減速到速度

13、為0后再向左勻加速到離開，無此選項(xiàng)； 若v2＞v1：則P受摩擦力f向左，若f＞GQ，則減速到v1后勻速向右運(yùn)動離開，無此選項(xiàng)；若f＜GQ，則減速到小于v1后f變?yōu)橄蛴?，加速度變小，此后加速度不變，繼續(xù)減速到0后向左加速到離開，總位移為0，則C圖可能．故A、D項(xiàng)錯誤，B、C項(xiàng)正確． 答案　BC 設(shè)置目的　摩擦力與相對運(yùn)動的方向有關(guān)，本題難度較大，拓展學(xué)生的發(fā)散思維能力 11.(2020·濟(jì)南二模)如圖所示，將一長方形木塊鋸開為A、B兩部分后，靜止放置在水平地面上．則(　　) A．B受到四個力作用 B．B受到五個力作用 C．A對B的作用力方向豎直向下 D．A對B的作用力方向垂直于它

14、們的接觸面向下 解析　對A受力分析：重力、B對A的支持力和B對A的摩擦力；對B受力分析：重力、A對其壓力、地面對B的支持力和A對B的摩擦力，故A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯誤；由受力特點(diǎn)可知，A對B的作用力方向豎直向下，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤． 答案　AC 設(shè)置目的　本題旨在考查物體的彈性和彈力 二、非選擇題 12．(2020·衡水高三調(diào)研)截面為直角三角形的木塊A質(zhì)量為M，放在傾角為θ的斜面上，當(dāng)θ＝37°時，木塊恰能靜止在斜面上，如圖甲．現(xiàn)將θ改為30°，在A與斜面間放一質(zhì)量為m的光滑圓柱體B，如圖乙，已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，若M＝4m，則A受到斜面的摩擦力大小為多少？

15、 解析　由題意可知，當(dāng)θ＝37°時，木塊恰能靜止在斜面上，則有μMgcos37°＝Mgsin37° 代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.75 現(xiàn)將θ改為30°，在A與斜面間放一質(zhì)量為m的光滑圓柱體B，對A受力分析； 則有f′＝μN(yùn)′ N′＝Mgcos30° 而F＝mgsin30° 若M＝4m，則mgsin30°＋Mgsin30°＝Mg 而f′＝μN(yùn)′＝0.75×Mgcos30°＝Mg 因f′>mgsin30°＋Mgsin30°，A不滑動，A受到斜面的靜摩擦力大小為mgsin30°＋Mgsin30°＝Mg＝. 命題立意　本題旨在考查共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用、力的合成與分解的運(yùn)用 13．如

16、圖所示，皮帶始終保持v＝6 m/s的速度順時針運(yùn)轉(zhuǎn)，一個質(zhì)量為m＝1.0 kg、初速度為零的小物體放在傳送帶的左端，若物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.15，傳送帶左右兩端距離為s＝24 m．(g取10 m/s2) (1)求物體從左端運(yùn)動到右端的時間； (2)設(shè)皮帶輪由電動機(jī)帶動，求物體在皮帶上從左端運(yùn)動到右端消耗的電能． 解析　(1)假設(shè)物體一直做勻加速運(yùn)動，物體在皮帶上運(yùn)動的加速度a＝μg＝1.5 m/s2，設(shè)從左端到右端的運(yùn)動時間為t，加速到與皮帶等速，t1＝＝ s＝4 s，由x1＝at2＝12 m，說明剩余的12 m為勻速，t2＝2 s，物體從左端運(yùn)動到右端的時間t＝t1＋

17、t2＝6 s (2)摩擦力做功Wf＝μmgΔx＝μmg(vt1－x1)＝0.15×1×10×(6×4－12)J＝18 J，物體在最大速度6 m/s，物體動能的增量ΔEk＝mv2＝18 J，消耗的電能E＝Wf＋ΔEk＝18 J＋18 J＝36 J 答案　6 s　36 J 學(xué)法指導(dǎo)　本題運(yùn)動過程為先加速后勻速. 若傳送帶的長度為6.75 m，則運(yùn)動過程為加速6.75＝×1.5t2，得t＝3 s，vt＝at＝1.5×3 m/s＝4.5 m/s＜6 m/s，物體在最右端的速度4.5 m/s，所以運(yùn)動的時間為3 s；物體動能的增量ΔEk＝mv2＝10.1 J，Wf＝μmgΔx＝0.15×1×10×(3×6－6.75) J＝16.9 J，消耗的電能E＝Wf＋ΔEk＝16.9 J＋10.1 J＝27 J. 設(shè)置目的　練習(xí)水平方向上的物塊的兩個階段的運(yùn)動