河北省張家口市高三物理 專題練習(xí)（3）相互作用 摩擦力

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1、相互作用 摩擦力 1.如圖所示,一平板小車在外力作用下由靜止向右滑行了一段距離x,同時車上的物體A相對車向左滑行L,此過程中物體A受到的摩擦力方向以及該摩擦力的性質(zhì)是（ ） A. 水平向左,阻力 B. 水平向左,動力 C. 水平向右,阻力 D. 水平向右,動力 【答案】D 【解析】 【詳解】由于物體相對小車向左滑動，則受到小車向右的滑動摩擦力的作用，相對地面是向右運動的，即滑動摩擦力的方向與物體的運動方向相同，所以是動力，故D正確，ABC錯誤。 2.如圖所示，水平粗糙地面上的物體被繞過光滑定滑輪的輕繩系著，現(xiàn)以大小恒定的拉力拉繩的另一端，使物體從點由靜止開始運動，若從點

2、運動至點和從點運動至點的過程中拉力做的功分別為、，圖中，且動摩擦因數(shù)處處相同，則在物體的運動過程中（　　） A. 摩擦力增大， B. 摩擦力減小， C. 摩擦力增大， D. 摩擦力減小， 【答案】D 【解析】 本題考查的是力做功的問題，從A點運動至B點和從B點運動至C點的過程中，拉力F雖然不變，但它與位移的夾角增大了，則該力做功減小了，BC選項錯誤；根據(jù)摩擦力，為繩與水平方向夾角，該角增大，f減小了，D正確； 3.如圖所示，物塊A放在直角三角形斜面體B上面，B放在彈簧上面并緊挨著豎直墻壁，初始時A、B靜止，現(xiàn)用力F沿斜面向上推A，但A、B仍未動．則施加力F后，下列說法正確的

3、是(　　) A. A、B之間的摩擦力一定變大 B. B與墻面間的彈力可能不變 C. B與墻之間可能沒有摩擦力 D. 彈簧彈力一定不變 【答案】D 【解析】 AB、對物塊A，開始受重力、B對A的支持力和靜摩擦力平衡，當(dāng)施加F后，仍然處于靜止，開始A所受的靜摩擦力大小為mAgsinθ，若F=2mAgsinθ，則A、B之間的摩擦力大小可能不變，故B正確，A錯誤； CD、對整體分析，由于AB不動，彈簧的形變量不變，則彈簧的彈力不變，開始彈簧的彈力等于A、B的總重力，施加F后，彈簧的彈力不變，總重力不變，根據(jù)平衡知，則B與墻之間一定有摩擦力．故C錯誤，D正確； 故選BD。 【點

4、睛】最初A.?B之間的靜摩擦力沿斜面向上，施力F后，摩擦力可能變小，可能不變，可能變大；將A.?B整體分析，力F有水平向左的分力，所以B與墻面的彈力變大，力F有豎直向上的分力，所以B與墻之間有靜摩擦力；由于彈簧的形變沒有變化，所以彈簧的彈力一定不變。 4. 如圖所示，三個物塊重均為100N，小球P重20N，作用在物塊2的水平力F=20N,整個系統(tǒng)平衡，則（ ） A. 1和2之間的摩擦力是20N B. 2和3之間的摩擦力是20N C. 物塊3受4個力作用 D. 3與桌面間摩擦力為20N 【答案】 【解析】 試題分析：對繩子節(jié)點和三個物塊分別受力分析如圖： 有共點力平衡條

5、件可知各個力的大小如圖中所示，物塊3受到五個力的作用，因為水平方向2和3之間的摩擦力與繩子拉力平衡，故不受桌面的摩擦力，正確答案為B。 考點：共點力的平衡 5.一方形木板置在水平地面上，在方形木板的上方有一條狀豎直擋板，擋板的兩端固定于水平地面上，擋板跟木板之間并不接觸。現(xiàn)在有一方形物塊在木板上沿?fù)醢逡阅骋凰俣冗\動，同時方形木板以相等大小的速度向左運動，木板的運動方向與豎直擋板垂直，已知物塊跟豎直擋板和水平木板間的動摩擦因數(shù)分別為，物塊的質(zhì)量為m，則豎直擋板對物塊的摩擦力大小為( ) A. 0 B. C. D. 【答案】B 【解析】 物塊沿運動方向受擋

6、板的摩擦力f，f1=μ1FN?； 因物塊沿?fù)醢暹\動的速度等于木板的運動速度，故物體相對木板的速度方向與擋板成450角，物塊受木板的摩擦力為f2=μ2mg，其方向與擋板成45°角．則在垂直擋板方向FN=μ2mgcos45°=μ2mg? ，則f1=μ1FN?=?μ1μ2mg?，故選B. 6.如圖，粗糙水平面上a、b、c、d 四個相同小物塊用四根完全相同的輕彈簧連接,正好組成一個等腰梯形，系統(tǒng)靜止．a(chǎn)b之間、ac之間以及bd之間的彈簧長度相同且等于cd之間彈簧長度的一半，ab之間彈簧彈力大小為cd之間彈簧彈力大小的一半.若a受到的摩擦力大小為f，則下列說法不正確的是（ ） A.

7、 ab之間的彈簧一定是壓縮的 B. b受到的摩擦力大小為f C. d受到的摩擦力大小為2f D. c受到的摩擦力大小為 【答案】C 【解析】 設(shè)每根彈簧的原長為L0，ab的形變量為△x1，cd的形變量為△x2，則有k△x2=2k△x1，若ab彈簧也是被拉長，則有：L0+△x2=2（L0+△x1），解得L0=0，不符合題意，所以ab被壓縮，A正確；由于a受到的摩擦力大小為f，根據(jù)對稱性可得，b受到的摩擦力大小為f，B正確；以a和c為研究對象進(jìn)行力的分析如圖所示，中圖中的θ為ac與cd之間的夾角， 則 ，所以θ=60°，則∠cab=120°，a受到的摩擦力大小f=T； 對c根據(jù)

8、力的合成可得fc=f，所以D正確；由于c受到的摩擦力大小為f，根據(jù)對稱性可知，d受到的摩擦力大小為f，C錯誤．此題選擇錯誤的選項，故選C． 點睛：力的合成滿足平行四邊形定則，當(dāng)兩個力方向相同時可以直接相加求合力；當(dāng)兩個力方向相反時可以直接相減求合力；當(dāng)兩個力垂直的時候，分力與合力之間滿足勾股定理，可以直接用勾股定理計算；如果兩個力夾角不是特殊角，可以根據(jù)正交分解法、矢量三角形法或三角函數(shù)法求解合力大?。? 7.如圖所示，P、Q兩物塊疊放在一起，在水平向右恒力F作用下沿光滑水平面一起向右做勻加速直線運動，某時刻Q接觸彈簧，二者相對靜止運動到速度變?yōu)榱?，則關(guān)于接觸彈簧后二者向右的運動過程，下列說

9、法正確的是（ 　） A. 接觸彈簧后二者立即減速 B. 接觸彈簧后P受的摩擦力大小不變 C. 接觸彈簧后P受的摩擦力方向先向右后向左 D. 接觸彈簧后P受的摩擦力方向先向左后向右 【答案】C 【解析】 【詳解】以整體為研究對象分析，當(dāng)整體接觸彈簧后，水平方向受到向右的恒力F和彈簧水平向左的彈力。彈簧的彈力先小于恒力F，后大于恒力F，木塊所受的合力方向先向右后向左，則木塊先做加速運動，后做減速運動，故A錯誤；接觸彈簧后，由于整體的加速度發(fā)生變化，則對P分析可知，P受到的摩擦力充當(dāng)合外力，由牛頓第二定律可知，加速度變化時合外力變化，故摩擦力大小發(fā)生變化；故B錯誤；由A的分析可知

10、，整體的加速度先向右再向左，P的加速度也應(yīng)先向右現(xiàn)向左，由牛頓第二定律可知，P受到的摩擦力先向右后向左，故C正確；D錯誤。故選C。 【點睛】本題考查分析物體受力情況和運動情況的能力，要抓住彈簧彈力的可變性進(jìn)行動態(tài)分析；同時要明確合力與速度同向時加速，合力與速度反向時減速．注意整體法與隔離法的正確應(yīng)用． 8.如圖所示，均勻T型物塊A質(zhì)量為m，夾在兩個相同的水平墊板中，A與墊板間的動摩擦因數(shù)為μ，當(dāng)墊板B、C以相同的水平速率v1對稱且勻速地向兩側(cè)退開時，若要使A以速率v2勻速前移，作用在A中央位置上與v2同向的水平拉力F的大小滿足（ ） A. F<μmg B. F=μmg C

11、. F>μmg D. 不能確定 【答案】A 【解析】 試題分析：物體A對墊板的壓力均為，接觸面上的摩擦力，由于物體A同時相對于墊板有兩個方向的運動，所以接觸面上的摩擦力與力F有一定的夾角，因此物體A以速率v2勻速運動時，，故選項A正確． 考點：滑動摩擦力． 9.如圖所示，輕彈簧的一端與物塊P相連，另一端固定在木板上。先將木板水平放置，并使彈簧處于拉伸狀態(tài)。緩慢抬起木板的右端，使傾角逐漸增大，直至物塊P剛要沿木板向下滑動，在這個過程中，關(guān)于物塊P所受靜摩擦力的大小和使物體緊壓斜面的力，說法正確的是 A. 一直增大，一直增大 B. 一直減小，一直增大 C. 先減小后增大，

12、一直減小 D. 先增大后減小，一直減小 【答案】C 【解析】 設(shè)物塊的重力為G，木板與水平面的夾角為，彈簧的彈力大小為F，靜摩擦力大小為；由題，緩慢抬起木板的右端，使傾角逐漸增大，直至物塊P剛要沿木板向下滑動的過程中，彈簧的拉力不變，物塊P的重力沿木板向下的分力先小于彈簧的彈力，后大于彈簧的彈力，物塊P所受的靜摩擦力方向先木板向下，后沿木板向上；當(dāng)物塊P的重力沿木板向下的分力小于彈簧的彈力時，則有，增大時，F(xiàn)不變，減小；當(dāng)物塊P的重力沿木板向下的分力大于彈簧的彈力時，則有，增大時，F(xiàn)不變，增大，所以物塊P所受靜摩擦力的大小先減小后增大；物塊P對木板的壓力等于重力的垂直分力，由于不斷增大

13、，故壓力不斷減小，故選項C正確，ABD錯誤。 點睛：本題要抓住彈簧的拉力沒有變化，重力的分力是變力，先小于彈簧的彈力，后大于彈簧的彈力，根據(jù)平衡條件進(jìn)行動態(tài)變化分析。 10.如圖所示，質(zhì)量為m的物塊，沿著半徑為R的半球形金屬殼內(nèi)壁滑下，半球形金屬殼豎直放置，開口向上，滑到最低點時速度大小為v，若物體與球殼之間的摩擦因數(shù)為μ，則物體在最低點時，下列說法正確的是（ ） A. 受到向心力為 B. 受到的摩擦力為 C. 受到的摩擦力為μmg D. 受到的合力方向斜向左上方. 【答案】D 【解析】 試題分析：在最低點，物體受到的向心力，故A錯誤．根據(jù)牛頓第二定律得，，則，摩擦

14、力，故B錯誤，C正確．因為重力和支持力的合力豎直向上，摩擦力水平向左，根據(jù)平行四邊形定則知，物體所受的合力方向斜向左上方，故D正確．故選CD． 考點：牛頓第二定律；圓周運動 【名師點睛】解決本題的關(guān)鍵確定物體做圓周運動向心力的來源，根據(jù)牛頓第二定律求出小球所受的支持力，根據(jù)滑動摩擦力公式求出摩擦力的大小，從而確定合力的大致方向；此題難度不大. 11.A、B、C三物塊的質(zhì)量分別為M、m和m0，按如下圖所示連接．繩子不可伸長，且繩子和滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計．若B隨A一起沿水平桌面做勻速運動，則可以斷定(　　) A. 物塊A與桌面之間有摩擦力，大小為m0g B. 物塊A與B之間

15、有摩擦力，大小為m0g C. 桌面對A、B對A都有摩擦力，兩者方向相同，合力為m0g D. 桌面對A、B對A都有摩擦力，兩者方向相反，合力為m0g 【答案】A 【解析】 試題分析：對整體受力分析可知，整體受C的拉力、重力、支持力，要使整體做勻速直線運動，M應(yīng)受到桌面對其向左的摩擦力，大小與繩子的拉力相同，A正確；對m分析，因m受重力、支持力；因m水平方向不受外力，故m不會受到M對m的摩擦力，故AB間沒有摩擦力，故BCD錯誤；故選A. 考點：物體的平衡；摩擦力 【名師點睛】此題是關(guān)于物體的平衡問題，所用的方法是整體和隔離的結(jié)合，整體法與隔離法是受力分析中常用方法之一，應(yīng)靈活應(yīng)用；同

16、時要注意受力分析要結(jié)合物體的運動狀態(tài)同時進(jìn)行分析，例如勻速直線運動合外力等于零. 12. 如圖所示，質(zhì)量為m的木塊放在粗糙的水平地面上，木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，水平推力F作用于木塊上，但未把木塊推動，則在四個選項中反映木塊受到的靜摩擦力f隨水平推力F變化的關(guān)系圖線是（ ） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】 試題分析：水平推力F作用于木塊上，但未把木塊推動，說明此時木塊受靜摩擦力作用且，只有A正確。 考點：靜摩擦力和最大靜摩擦力；滑動摩擦力 【名師點睛】水平推力F作用于木塊上，但未把木塊推動，說明此時木塊受靜摩擦力作用，根據(jù)平衡條

17、件即可求解；解決本題要抓住未把木塊推動，物體處于平衡狀態(tài)，靜摩擦力等于推力。 13.如圖甲所示，A、B兩物體疊放在光滑水平面上，對B物體施加一水平變力F，F(xiàn)－t關(guān)系圖象如圖8乙所示．兩物體在變力F作用下由靜止開始運動，且始終相對靜止，則 (　　) A. t時刻，兩物體之間的摩擦力最大 B. t時刻，兩物體的速度方向開始改變 C. t～2t時間內(nèi)，兩物體之間的摩擦力逐漸增大 D. 0～2t時間內(nèi)，物體A所受的摩擦力方向始終與變力F的方向相同 【答案】CD 【解析】 t時刻F＝0，A、B的加速度為零，因此兩物體速度方向不變，且A、B間的摩擦力為零，可見選項A、B錯．t～2t時間

18、內(nèi)，A、B系統(tǒng)的加速度逐漸增大，以A為研究對象，A受到的摩擦力應(yīng)逐漸增大；A的加速度由其受到的摩擦力提供，因此A受到摩擦力與A、B加速度同向，即與F同向，可見選項C、D正確． 14.如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪O，傾角為30°的斜面體置于水平地面上．A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m．開始時，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)（繩中無拉力），OB繩平行于斜面，此時B靜止不動．將A由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中正確的是：（　 　） A. 物塊B受到的摩擦力一直減小 B. 地面對斜面體的摩擦力方向一直向右

19、 C. 小球A向下運動過程中，B沿斜面向上滑動 D. 小球A的機械能不守恒，A、B系統(tǒng)的機械能守恒 【答案】B 【解析】 【詳解】小球A擺下過程，只有重力做功，機械能守恒，有mgL=mv2，在最低點，有F-mg=m，解得F=3mg。再對物體B受力分析，受重力、支持力、拉力和靜摩擦力，重力的下滑分量為Fx=（4m）gsin30°=2mg，故靜摩擦力先減小，當(dāng)拉力大于2mg后反向變大。故A錯誤。對物體B和斜面體整體受力分析，由于A球向左下方拉物體B和斜面體整體，故一定受到地面對其向右的靜摩擦力。故B正確。小球下擺過程中，拉力F由零逐漸變大到大于重力G；當(dāng)F＜mgsin30°時，物塊B受到

20、的靜摩擦力沿斜面向上且不斷變小；當(dāng)F=mgsin30°時，物塊B受到的靜摩擦力為零；當(dāng)F＞mgsin30°時，物塊B受到的靜摩擦力沿斜面向下且不斷變大；小球A向下運動過程中，B不滑動，故C錯誤；小球A擺下過程，只有重力做功，機械能守恒。也可以是A、B系統(tǒng)的機械能守恒，故D錯誤。故選B。 【點睛】本題關(guān)鍵是先根據(jù)機械能守恒求出小球A最低點速度，再根據(jù)向心力公式得出球?qū)?xì)線的拉力，最后對滑塊B受力分析后根據(jù)共點力平衡條件判斷靜摩擦力變化情況；同時要注意研究對象的靈活選擇． 15.光滑水平桌面上放置一長木板 ，長木板上表面粗糙，上面放置一小鐵塊 ，現(xiàn)有一水平向右的恒力 F 作用于鐵塊上，以下判斷

21、正確的是 A. 鐵塊與長木板都向右運動，且兩者一定保持相對靜止 B. 若水平力足夠大，鐵塊與長木板間有可能發(fā)生相對滑動 C. 若兩者保持相對靜止，運動一段時間后，拉力突然反向，鐵塊與長木板間有可能發(fā)生相對滑動 D. 若兩者保持相對靜止，運動一段時間后，拉力突然反向，鐵塊與長木板間仍將保持相對靜止 【答案】BD 【解析】 試題分析：當(dāng)兩者保持相對靜止時，具有相同的加速度，小鐵塊與木板之間的摩擦力為靜摩擦力，一旦摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力，兩者將發(fā)生相對滑動． 解：A、設(shè)木板的質(zhì)量為M，小鐵塊的質(zhì)量為m，它們之間的最大靜摩擦力為f，根據(jù)牛頓第二定律知，當(dāng)兩者的加速度a=時，即F

22、=（m+M）a=，則F時，兩者發(fā)生相對滑動．故A錯誤，B正確． C、若兩者保持相對靜止，知兩者之間的摩擦力小于最大靜摩擦力，拉力反向，則整體加速度反向，此時兩者摩擦力的大小不變，方向改變，仍然保持相對靜止．故C錯誤，D正確． 故選BD． 【點評】解決本題的關(guān)鍵能夠正確地受力分析，運用牛頓第二定律求解，注意整體法和隔離法的運用． 16.如圖所示，軌道NO和OM底端對接且θ＞α，小環(huán)自N點由靜止滑下再滑上OM．已知小環(huán)在軌道NO下滑的距離小于在軌道OM上滑的距離，忽略小環(huán)經(jīng)過O點時的機械能損失，軌道各處的動摩擦因數(shù)相同．若用F、f、v和E分別表示小環(huán)所受的合力、摩擦力、速度和機械能，這四個

23、物理量的大小隨環(huán)運動路程x的變化關(guān)系如圖．其中能正確反映小環(huán)自N點到右側(cè)最高點運動過程的是 【答案】AB 【解析】 試題分析：小球下滑和上滑過程中都是做勻變速直線運動，故上滑和下滑過程中根據(jù)勻變速直線運動的平均速度公式知加速和減速過程中平均速度大小相等，由于下滑距離小于上滑距離，故小環(huán)下滑時間小于小環(huán)上滑時間，又由于下滑和上滑過程中速度變化的大小相同，則加速度大小知，小環(huán)下滑時的加速度大，根據(jù)牛頓第二定律知小環(huán)在下滑時所受合外力大于小環(huán)在上滑時所受合外力，故A正確． 如圖：小環(huán)在桿上受重力、支持力和滑動摩擦力作用，由題意知f=μN=μmgcosθ，因為θ＞α，所以下滑時的摩擦力

24、小于上滑時的摩擦力，故B正確；小環(huán)下滑時做初速度為0的勻加速運動，位移與速度關(guān)系滿足v2=2ax得：速度與位移的平方根成正比，故C錯誤；除重力和彈力外其它力做的功等于小環(huán)機械能的變化，故小球下滑時的機械能等于E=E0-fx，由于下滑時摩擦力摩擦力小于上滑時摩擦力，下滑時圖象的斜率小于上滑時的圖象斜率，故D錯誤．故選AB. 考點：牛頓第二定律；機械能守恒定律 【名師點睛】此題是牛頓第二定律的應(yīng)用以及機械能守恒定律的問題；本題關(guān)鍵是通過對小環(huán)進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律確定小環(huán)的受力情況和運動情況，知道除重力外其它力做功與機械能變化的關(guān)系；此題考查學(xué)生利用圖線反映那個物理規(guī)律的能力. 17

25、.如圖所示，小球被輕質(zhì)細(xì)繩系住斜吊著放在靜止的光滑斜面上，設(shè)小球質(zhì)量為m，斜面傾角α=30°，細(xì)繩與豎直方向夾角θ=30°，斜面體的質(zhì)量M=3m，置于粗糙水平面上．求： （1）當(dāng)斜面體靜止時，細(xì)繩對小球拉力的大小？ （2）地面對斜面體的摩擦力的大小和方向？ （3）若地面對斜面體的最大靜摩擦力等于地面對斜面體支持力的k倍，為了使整個系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，k值必須滿足什么條件？ 【答案】（1）（2） 方向水平向左 （3） 【解析】 試題分析：（1）選小球為研究對象，受力分析并合成如圖：由平衡條件： F′=mg由平面幾何知識可得：N與F′夾角為30°，T與F′夾角也為30°

26、，故畫出的平行四邊形為菱形，連接對角線便可找出直角三角形： 由：cos30°=得：T= （2）、（3）選小球和斜面組成的系統(tǒng)為研究對象，受力分析如圖，由平衡條件得： N+Tcos30°=（M+m）g 解得：N=（M+m）g-=Mg+=3．5mg 水平方向上：f=Nsin30°=，方向水平向左． 為了使整個系統(tǒng)始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，則最大靜摩擦力fmax≥f 所以kN≥f 解得：k≥ 考點：考查了共點力平衡條件的應(yīng)用于 【名師點睛】本題是力平衡問題，關(guān)鍵是分析物體的受力情況，根據(jù)平衡條件并結(jié)合正交分解法列方程求解．利用正交分解方法解體的一般步驟：①明確研究對象；②進(jìn)行受力分析；③建立直角坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系的原則是讓盡可能多的力落在坐標(biāo)軸上，將不在坐標(biāo)軸上的力正交分解；④x方向，y方向分別列平衡方程求解． 15