专题05 重力、弹力、摩擦力
1.下列情景中,物体M 所受摩擦力f 的示意图正确的是( )
2.(2020·甘肃天水调研)如图所示,A 、B 两个物体质量分别为m 1和m 2,A 与B 间动摩
擦因数为μ1,B 与地面间动摩擦因数为μ2.现用力F 拉着A 物体向右运动,B 保持静止,
则关于地面对B 物体的摩擦力大小和方向,下列说法正确的是( )
A .μ2(m 1+m 2)g ,方向水平向左
B .μ2(m 1+m 2)g ,方向水平向右
C .μ2m 2g ,方向水平向左
D .μ1m 1g ,方向水平向左
3.(2020·湖南怀化博览联考)如图所示,与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固
定,另一端固定一个质量为m 的小球,水平轻质弹簧处于压缩状态,弹力大小为34mg (g 表示重力加速度),则轻杆对小球的弹力大小为( )
A.53mg
B.35mg
C.45mg
D.54
mg 4.(2020·陕西商洛模拟)如图所示,质量为1 kg 的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t =0开始以初速度v 0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F =1 N 的作用,g 取10 m/s 2,以水平向右为正方向,该物体受到的摩擦力f 随时间变化的图像是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
5.(多选)(2020·河北遵化一中高三检测)如图所示为一轻质弹簧的弹力大小和长度的关
系图像,根据图像判断,下列说法正确的是( )
A .弹簧的劲度系数为1 N/m
B .弹簧的劲度系数为100 N/m
C .弹簧的原长为6 cm
D .弹簧伸长2 cm 时,弹力的大小为4 N
6.(多选)将力传感器A 固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上.如图甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律,一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态.在滑块与小车分离前缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的F -t 图像如图乙所示.则( )
A .2.5 s 前小车慢慢滑动
B.2.5 s后小车做变加速运动(假设细沙仍在加注中)
C.2.5 s前小车所受摩擦力不变
D.2.5 s后小车所受摩擦力不变
7.如图所示,一楔形斜面体置于水平地面上,斜面的倾角为30°,物块A置于斜面上,用轻弹簧、细绳跨过定滑轮与物块B相连,弹簧轴线与斜面平行,A、B均处于静止状态,已知物块A、B的重力分别为10 N和5 N,不计滑轮与细绳间的摩擦,则()
A.弹簧对A的拉力大小为10 N
B.斜面对A的支持力为5 N
C.斜面对A的摩擦力为0
D.地面对斜面体的摩擦力大小为5 N
8.(2020·广东惠州调研)如图甲、乙所示,两个相同的固定斜面上分别放有一个静止的三角形木块A、B,它们的质量相等.A木块左侧面沿竖直方向,B木块左侧面垂直于斜面,在两斜面上分别放上一个相同的光滑球后,木块仍保持静止,则放上球后()
A.A木块受到的摩擦力等于B木块受到的摩擦力
B.A木块受到的摩擦力小于B木块受到的摩擦力
C.A木块对斜面的压力等于B木块对斜面的压力
D.A木块对斜面的压力大于B木块对斜面的压力
9.(2020·华中师范大学附中月考)如图所示,质量为m B=24 kg的木板B放在水平地面上,质量为m A=22 kg 的木箱A放在木板B上.一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5.现用水平向右、大小为200 N的力F将木板B从木箱A 下面匀速抽出(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2),则木板B与地面
之间的动摩擦因数μ2的大小为()
A.0.3 B.0.4
C.0.5 D.0.6
10.(2019·高考全国卷Ⅱ)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
3
3,重力加速度取10 m/s2.若轻绳能承受的最大张力为1 500 N,则物块的
质量最大为()
A.150 kg B.100 3 kg C.200 kg D.200 3 kg
1解析:物体静止在水平面上时,不受摩擦力,选项A错误;汽车停在斜坡上时,有沿斜坡向下滑动的趋势,则摩擦力方向沿斜坡向上,选项B正确;物体贴着竖直墙面自由下落时,物体与墙面间没有正压力,则没有摩擦力,选项C错误;瓶子被握在手中时,有下滑的趋势,则摩擦力方向向上,选项D错误.答案:B
2解析:对A受力分析,A受到重力、支持力、拉力和B对A的摩擦力f BA=μ1m1g,方向水平向左;对
B 受力分析,在水平方向B 受到A 对B 的摩擦力f AB 与地面对B 的摩擦力,由于B 保持静止,所以地面对B 的摩擦力与A 对B 的摩擦力大小相等,方向相反,又因为A 对B 的摩擦力和B 对A 的摩擦力是相互作用力,大小相等,方向相反,故地面对B 物体的摩擦力大小为μ1m 1g ,方向水平向左,故D 正确,A 、B 、
C 错误.
答案:D
3.解析:小球处于静止状态,其合力为零,对小球受力分析,如图所示,由图中几何关系可得F = (mg )2+(34mg )2=54
mg ,选项D 正确.
答案:D
4解析:物体从t =0开始以初速度v 0沿水平地面向右做匀减速运动,受到的滑动摩擦力大小为f =μmg =0.2×1×10 N =2 N ,方向向左,为负值.当物体的速度减到零时,物体所受的最大静摩擦力为f m =μmg =2 N ,而F <f m ,所以物体不能被拉动而处于静止状态,受到静摩擦力作用,其大小为f =F =1 N ,方向向右,为正值,故A 正确.
答案:A
5解析:弹力与弹簧长度的关系图像中,图像的斜率大小表示劲度系数,图像的横轴截距表示弹簧的原长,由题图可知,k =ΔF ΔL =22×10-2
N /m =100 N/m ,选项A 错误,B 正确;弹簧原长为6 cm ,选项C 正确;弹簧伸长2 cm ,即L =8 cm 时,弹力大小为2 N ,选项D 错误.
答案:BC
6[解析] 由题图乙可知,2.5 s 之后传感器拉力不变,说明此时小车开始运动,2.5 s 之间前,滑块与小车之间没有相对滑动,属于静摩擦力,所以2.5 s 前,小车、滑块均静止,选项A 错误;2.5 s 后小车受恒定摩擦力,但是外力增加,因此做变加速直线运动,选项B 正确;根据上述分析,2.5 s 前滑块受静摩擦力,且静摩擦力在变化,2.5 s 后受滑动摩擦力,且大小不变,选项C 错误,D 正确.
[答案] BD
7解析:弹簧的弹力等于B 的重力,大小为5 N ,而A 的重力沿斜面的分力m A g sin 30°=5 N ,故斜面对A 的摩擦力为0,故A 错误,C 正确;斜面对A 的支持力N =m A g cos 30°=5 3 N ,B 错误;以A 、B 及斜面体整体为研究对象,得地面对斜面体的摩擦力为0,D 错误.
答案:C
8解析:设球的质量为m ,A 、B 的质量均为M ,斜面的倾角为α.以球与A 整体为研究对象,由平衡条件可得,A 木块受到的摩擦力f A =(M +m )g sin α,同理,以球与B 整体为研究对象,B 木块受到的摩擦力f B =(M +m )g sin α,则f A =f B ,A 正确,B 错误.以A 为研究对象,受力分析如图甲所示,由平衡条件得,斜
面对A的支持力N A=Mg cos α-N1sin α,以B为研究对象,受力分析如图乙所示,由平衡条件得,斜面对B 的支持力N B=Mg cos α,故N A 答案:A 9解析:对A受力分析如图甲所示,由题意得,T cos θ=f1①,N1+T sin θ=m A g②,f1=μ1N1③,由①②③得T=100 N,对A、B整体受力分析如图乙所示,由题意得T cos θ+f2=F④,N2+T sin θ=(m A+m B)g⑤,f2=μ2N2⑥,由④⑤⑥得μ2=0.3,故A正确. 答案:A 10解析:物块沿斜面向上匀速运动,受力如图,根据平衡条件有 F=f+mg sin θ① f=μN② N=mg cos θ③ 由①②③式得 F=mg sin θ+μmg cos θ 所以m=F g sin θ+μg cos θ 代入数据得m=150 kg,选项A正确.答案:A