高中物理(教科版必修一)学业分层测试:第2章 4. 摩 擦 力 13 含答案
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摩擦力(25分钟60分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.关于摩擦力产生的条件,下列说法正确的是 ( )A.相互压紧的粗糙的物体之间总有摩擦力作用B.相对运动的物体之间总有摩擦力作用C.只有相互压紧并存在相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用D.只有相互压紧并相对运动的物体之间才有摩擦力作用【解析】选C。
相互压紧的粗糙的物体之间,只是满意了相互接触,未明确有无相对运动的趋势;当无运动趋势时没有摩擦力,A错;相对运动的物体之间,可能是不接触的两物体,所以说它们总有摩擦力是错误的,B错误;只有相互压紧并有相对运动或相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用,C正确;相互压紧并有相对运动的物体之间,假如接触面光滑,不会有摩擦力作用,D错误。
2.如图所示,用传送带向上传送货物,货物和传送带之间没有相对滑动,则货物受到的摩擦力是( )A.静摩擦力,方向沿传送带向上B.静摩擦力,方向沿传送带向下C.滑动摩擦力,方向沿传送带向下D.滑动摩擦力,方向沿传送带向上【解析】选A。
货物虽然向上运动,但货物和传送带之间没有相对滑动所以货物受到的摩擦力为静摩擦力;假设传送带是光滑的,则货物相对传送带将向下打滑,所以货物相对传送带有沿传送带向下运动的趋势,受到的静摩擦力方向沿传送带向上。
选项A正确。
3.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,当用水平力F=3 N推木板,使它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力为( )A.3 NB.2 NC.1.5 ND.0.5 N【解析】选B。
木块重心还在桌面上,故压力为N=mg;木板动起来后受到的滑动摩擦力:f=μN=μmg=0.2×1×10 N=2 N,B项正确。
4.如图所示,一个质量为m的物体A,向其施加一个水平方向的力F,使A沿竖直墙壁匀速下滑,若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ,那么物体A受到的摩擦力为( )A.F f=μmg向上B.F f=mg 向下D.F f=F 向下D.F f=μF向上【解析】选D。
第二章1.(多选)一物体做匀变速直线运动,某时刻速度向东,大小为5m/s ;经过2s ,速度变为 向西,大小为11m/s 。
关于这段时间内物体的位移x 大小和方向,下列说法正确的是 C.方向向西D 方向向东 2. (多选)如图所示,物体 A 、B 由同一位置沿同一方向做直线运动。
他们运动的速度 时间t 的变化关系,如图所示。
由图可知A. 物体 A 、B 在4s 末相遇B. 物体A 、B 在2s 末相遇C. 物体A 、B 在4s 末的速度大小相等D. 物体A 、B 在2s 末的速度大小相等3. (单选)一物体做自由落体运动。
从下落开始计时,重力加速度 第5s 内的位移为4.(单选)下列关于自由落体运动的叙述中,正确的有 A. 物体质量越大,下落越快B .自由落体运动是匀速直线运动C.自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动D .自由落体运动是加速度不断变化的加速运动5•甲、乙两物体,甲从 20m 高处自由落下,1s 后乙从10m 高处自由落下,不计空气阻 力。
在两物体落地之前,下列说法中正确的是 () A.同一时刻,两物体的速度相同 B .两物体从起点各自下落 1m时的速度是相同的 A . x=16m B x=6mg 取10m/s2。
则物体在A. 10mB 125mC 45mD 80mC.两物体同时落地D落地前,甲和乙的高度之差保持不变6•甲、乙两辆汽车在平直的公路上沿同一方向做直线运动,t=0时刻同时经过公路旁的同一个路标。
如图所示,在描述两车运动的v-t图象中,直线a、b分别描述了甲、乙两车在0〜20 s的运动情况。
关于两车之间的位移关系,下列说法正确的是()A.在0〜10 s内,两车逐渐靠近B在5〜15 s内,两车的位移相等B. 物体在第2s末的速度大小是8m / sC. 物体在第3s内的位移大小是8mD. 物体在前2s内的平均速度比后4s内的平均速度大8•以10m/s速度在平直公路上匀速行驶的汽车,因故紧急关闭发动机,之后汽车在平直公2路上匀减速滑行了一段距离,其加速度大小为2m/s。
学业分层测评(十二)(建议用时:45分钟)1.杂技演员有高超的技术,如图2312所示,能轻松地顶住从高处落下的坛子,关于他顶坛子时头顶受到的压力产生的直接原因是( )图2312A .坛子的形变B .头的形变C .坛子受到的重力D .人受到的重力【解析】 头顶受到的压力的施力物体是坛子,受力物体是头顶,压力产生的直接原因是坛子发生了形变,间接原因是坛子受到的重力,A 项正确.【答案】 A2.下列关于弹力的叙述中错误的是( )A .压力、拉力、支持力都是弹力B .压力和支持力的方向总是垂直于接触面C .轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在沿绳、杆的直线上D .轻杆不同于轻绳,弹力的方向可以不沿杆【解析】 弹力包括压力、拉力、支持力,其中拉力总沿绳收缩的方向,压力、支持力的方向总与接触面垂直,故A 、B 正确;杆不同于绳,杆可以发生拉伸形变、压缩形变和弯曲形变,所以杆的弹力方向不一定沿杆,要具体问题具体分析.C 错误、D 正确.【答案】 C3.(多选)关于胡克定律,下列说法中正确的是( )A .由F =kx 可知,弹力F 的大小与弹簧的长度成正比B .由k =F x可知,弹簧的劲度系数k 与弹力F 成正比,与弹簧的长度改变量x 成反比C .弹簧的劲度系数k 是由弹簧本身的因素决定的,与弹力F 和弹簧形变量x 的大小无关D .弹簧的劲度系数在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小【解析】 对于确定的弹簧而言,在弹性限度内,弹簧弹力F 的大小与弹簧的形变量x 成正比,A 错误;弹簧的劲度系数k 由弹簧本身的因素决定,与弹力F 的大小和形变量x 的大小无关,k 在数值上等于弹簧伸长(或缩短)单位长度时弹力的大小,B 错误,C 、D 正确.【答案】CD4.(多选)在各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图2313所示就是一个实例.下列说法正确的是( )图2313A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变B.跳板和运动员的脚都发生了形变C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的【解析】在运动员跳起的过程中,跳板和运动员的脚都发生了形变,跳板受到的压力是脚发生形变而产生的,运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的,B、C正确.【答案】BC5.一个球形物体O静止放在光滑的水平地面上,并与竖直墙壁相接触,A、B两点是球与墙和球与地面的接触点,则下列说法正确的是( )图2314A.物体受三个力,重力、地面对物体的支持力、墙壁对物体的弹力B.物体受两个力,重力、地面对物体的支持力C.物体受两个力,重力、物体对地面的压力D.物体受三个力,重力、物体对地球的引力、物体对地面的压力【解析】若墙壁对物体有弹力作用,则物体应向右运动,因此球形物体虽与墙接触,但它们之间无弹力作用,故物体只受重力和地面对物体的支持力两个力,B对.【答案】 B6.如图2315所示,四个完全相同的弹簧都处于水平位置,它们的右端受到大小皆为F的拉力作用,而左端的情况各不相同:①中弹簧的左端固定在墙上;②中弹簧的左端受到大小也为F的拉力作用;③中弹簧的左端拴一小物块,物块在光滑的桌面上滑动;④中弹簧的左端拴一小物块,物块在粗糙的桌面上滑动.若认为弹簧的质量都为零,以l1、l2、l3、l4依次表示四个弹簧的伸长量,则有( )图2315A.l1>l2B.l2>l3C.l3>l4D.l1=l2=l3=l4【解析】弹簧的伸长量等于弹簧弹力与弹簧劲度系数的比值,分析四种情况下弹簧所受弹力,它们都等于外力F,又因弹簧完全相同,劲度系数相同,所以四种情况下弹簧的伸长量相等.【答案】 D7.固定弹簧的上端,在弹性限度内,弹簧的下端悬挂重为8 N的重物时,弹簧的长度为0.16 m;悬挂重为12 N的重物时,弹簧的长度为0.18 m;则弹簧的原长L和劲度系数k 分别为( )A.L=0.12 m k=50 N/mB.L=0.14 m k=200 N/mC.L=0.12 m k=200 N/mD.L=0.14 m k=50 N/m【解析】根据胡克定律F=kx代入数值,8 N=k(0.16-L),12 N=k(0.18-L),解以上两式得L=0.12 m,k=200 N/m,C项正确.【答案】 C8.某同学在做“探究弹力与弹簧伸长量的关系”实验时,将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加外力F,测出弹簧的总长度L,改变外力F 的大小,测出几组数据,作出外力F与弹簧总长度L的关系图线如图2316所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的).由图可知该弹簧的自然长度为________cm;该弹簧的劲度系数为________N/m.图2316【解析】当外力F=0时,弹簧的长度即原长为L0=10 cm,图线的斜率就是弹簧的劲。
4. 摩擦力[先填空]1.定义:两个物体相互接触并挤压,当它们沿接触面发生相对运动时,每个物体的接触面上都受到对方作用的阻碍相对运动的力.2.产生条件(1)两物体间接触且相互挤压.(2)接触面粗糙.(3)有相对运动.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:f=μN,其中μ叫做动摩擦因数,N表示两个物体接触面间的垂直作用力.[再判断]1.一个物体在另一个物体表面滑动时,一定产生摩擦力.(×)2.滑动摩擦力的方向沿接触面,与物体运动方向相反.(×)3.静止的物体可能受到滑动摩擦力.(√)[后思考]1.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗?【提示】不是.滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动.2.滑动摩擦力公式f=μN中的“N”的大小等于物体的重力吗?【提示】不一定.“N”是两接触物体间的压力(弹力).[合作探讨]如图241所示,一粗糙的斜面在地面上静止不动,当滑块沿斜面下滑时.图241探讨1:滑块受到斜面的作用力有哪些?【提示】受到斜面的支持力和滑动摩擦力的作用.探讨2:滑块受到斜面各作用力的方向如何?【提示】支持力垂直斜面向上,滑动摩擦力沿斜面向上.探讨3:如果滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块的质量为m,那么滑块受到的滑动摩擦力是多少?【提示】f=μN=μmg cos θ[核心点击]1.滑动摩擦力的产生及作用效果(1)产生条件:①两物体之间有弹力②接触面粗糙③有相对运动.(2)“相对”的含义“相对”是指相互摩擦的两个物体之间有位置的变化,而不用考虑相对别的物体是否有位置的变化.(3)作用效果:阻碍物体间的相对运动.2.滑动摩擦力方向(1)方向:跟接触面相切并与物体相对运动的方向相反,与物体的运动方向不一定相反(2)判断滑动摩擦力方向的具体步骤:①选取研究对象(受滑动摩擦力作用的物体),并选与其接触的物体为参考系.②确定研究对象相对参考系的运动方向.③判定滑动摩擦力的方向(与相对滑动的方向相反).3.滑动摩擦力大小的计算(1)公式法:根据f=μN计算.①根据物体的受力情况,求出压力N.②根据f=μN求出滑动摩擦力.(2)二力平衡法:物体处于匀速直线运动或静止状态时,根据二力平衡的条件求解.下列关于滑动摩擦力的认识正确的是( )A.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,因此滑动摩擦力是阻力B.相互接触的两个物体间如果存在相对滑动,则它们之间一定存在相互的滑动摩擦力C.快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比慢速行驶的自行车同样条件下急刹车的摩擦力大D.滑动摩擦力的方向可能跟物体运动方向相同,也可能跟物体运动方向相反【解析】滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定是阻碍运动,它既可作为动力又可作为阻力,它的大小与物体运动的速度和接触面大小无关,故选D.【答案】 D三个质量相同的物体,与水平桌面的动摩擦因数相同,由于所受的水平拉力不同,A 做匀速运动,B做加速运动,C做减速运动,那么,它们受到的摩擦力的大小关系应是( )。
学业水平测试卷(时间:90分钟,满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题5分,共35分.在每小题给出的四个选项中,只有一个选项正确.)1.关于惯性,下列说法错误的是( )A.惯性是物体固有的属性,惯性越大的物体,它的运动状态越难改变B.同一物体运动时的惯性大于静止时的惯性C.“嫦娥三号”卫星在地球上的惯性与它绕月球飞行时的惯性相同(燃料消耗忽略不计) D.各种机床和发电机的底座做得很笨重,目的是增大惯性2.关于自由落体运动,下列说法正确的是( )A.物体竖直向下的运动就是自由落体运动B.加速度等于重力加速度的运动就是自由落体运动C.在自由落体运动过程中,不同质量的物体运动规律相同D.物体做自由落体运动位移与时间成反比3.物体由静止开始做匀加速直线运动,位移是x时,速度是v,则速度是3v时的位移是( )A.9x B.6xC.3x D.12x4.架在A、B两根电线杆之间的均匀电线在夏、冬两季由于热胀冷缩的效应,电线呈现如图所示的两种形状,下列说法中正确的是( )A.夏季电线对电线杆的拉力较大B.冬季电线对电线杆的拉力较大C.夏季与冬季电线对电线杆的拉力一样大 D.夏季与冬季电线杆对电线的拉力方向不变5.根据牛顿第二定律,下列叙述正确的是( )A.物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比B.物体所受合外力必须达到一定值时,才能使物体产生加速度C.物体加速度的大小跟它所受作用力中的任一个的大小成正比D.当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时,物体水平加速度大小与其质量成反比6. 如图所示为英国人阿特伍德设计的装置,不考虑绳与滑轮的质量,不计轴承、绳与滑轮间的摩擦.初始时两人均站在水平地面上,当位于一侧的人用力向上攀爬时,位于另一侧的人始终用力抓住绳子,最终至少一人能到达滑轮.下列说法中正确的是( )A.若甲的质量较大,则乙先到达滑轮B.若甲的质量较大,则甲、乙同时到达滑轮C.若甲、乙质量相同,则乙先到达滑轮D.若甲、乙质量相同,则甲先到达滑轮7. 如图所示,在粗糙水平地面上放着一个截面为四分之一圆弧的柱状物体A,A的左端紧靠竖直墙,A与竖直墙之间放一光滑圆球B,整个装置处于静止状态.若把A向右移动少许后,它们仍处于静止状态,则( )A.B对墙的压力增大B.A与B之间的作用力增大C.地面对A的摩擦力减小D.A对地面的压力减小二、多项选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分.在每小题给出的四个选项中,有多个选项符合题意.)8.下列各种说法中正确的是( )A.速度、质量、加速度、路程都是矢量B.紧急刹车时,物体相对车厢向前滑行了x=1.5 m,测出x最合理的参考系是车厢C.不论物体的质量多大,只要物体的形状和大小对所研究的问题没有影响或影响可以忽略不计,就可以看成质点D.形状规则的物体的重心一定在物体的几何中心9.关于以下四幅图的说法正确的是( )A.甲图中实验体现出的物理思想方法是极限法B.乙图中冰壶在冰面上的运动,阻力很小,可以在较长时间内保持速度不变C.丙图中赛车的质量不很大,却安装着强大的发动机,是为了获得很大的牵引力D.丁图中高大的桥要造很长的引桥,从而减小桥面的坡度,来增大车辆重力沿桥面方向的分力,保证行车方便与安全10.一杂技演员,用一只手抛球、接球.他每隔0.4 s抛出一小球,接到小球便立即把小球抛出.已知除正在抛、接球的时刻外,空中总有4个小球.将小球的运动近似看成是竖直方向的运动,则(高度从抛球点算起,取g=10 m/s2)( )A.小球上升的时间为0.8 sB.小球上升的最大高度为2.4 mC.小球上升的最大高度为3.2 mD.当一个小球刚刚落到手中时,空中有两个小球在同一高度11. 某学习小组为了体验最大静摩擦力与滑动摩擦力的临界状态,设计了如图所示的装置,一位同学坐在长直木板上,让长直木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面间的夹角θ变大),另一端不动,则关于该同学受到的支持力N、合外力F合、重力沿斜面方向的分力G1、摩擦力f随角度θ的变化关系,下列图像中正确的是( )12. 在光滑水平面上有一物块受水平恒力F的作用而运动,在其正前方固定一个足够长的轻质弹簧,如图所示,当物块与弹簧接触并将弹簧压至最短的过程中,下列说法正确的是( )A.物块接触弹簧后即做减速运动B.物块接触弹簧后先加速后减速C.当弹簧处于压缩量最大时,物块的加速度不等于零D.当物块的速度为零时,它所受的合力不为零题号123456789101112 答案13.(1)请将下列实验步骤或结果补充完整:在“研究弹簧形变与外力关系的实验”中,取一待测弹簧,将弹簧自由悬挂测出其长度,在其下端竖直悬挂钩码,稳定后测出弹簧的长度,并记录________________________________________________________________________.改变钩码个数,重复上述步骤.某同学在如图所示的坐标系中,根据外力F与弹簧形变量x 的数据标出了五个点.请你在图中描绘出相应的F-x图像,根据图像求出弹簧的劲度系数为________N/m.(保留两位有效数字)(2)在“利用打点计时器测定匀变速直线运动的加速度”的实验中,打点计时器接在50 Hz的低压交变电源上,某同学在打出的纸带上按打点的先后顺序每5个点取一个计数点,共取了A、B、C、D、E、F六个计数点(每相邻两个计数点间还有四个点).从A点开始在每一个计数点处将纸带剪开分成五段(分别为a、b、c、d、e段),将这五段纸带由长到短紧靠但并不重叠地粘在xOy 坐标系中,如图所示.①若把每一段纸带的右上端连接起来,结果得到一条倾斜的直线,如图所示,由图可知纸带做________运动,且直线与-x方向夹角越大,说明纸带运动的________越大.②从第一个计数点A开始计时,为求出0.25 s时刻纸带的瞬时速度,需要测出哪一段纸带的长度?答:________.③若测得a段纸带的长度为10.0 cm,e段纸带的长度为2.0 cm,则可求出加速度的大小为________m/s2.(结果保留2位有效数字)四、计算题(本大题共3小题,共30分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位) 14.(8分)某人从一竖直枯井的井口处静止释放一石头并开始计时,经2.5 s听到石头落底声.不计空气阻力及声音传播的时间,重力加速度g=10 m/s2.求:(1)枯井的深度H;(2)石头落底前瞬间的速度v;(3)石头在落底前最后1 s内下落的高度h.15.(10分)在粗糙的水平面上有一质量m=10 kg的物体,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.2,给物体一水平向右的初速度v0=4 m/s的同时对物体施加一水平向左的恒力F,F的大小为30 N(g=10 m/s2).求:(1)物体在水平面上向右运动的最大位移;(2)物体运动时间t=2 s时速度为多大?16.(12分)如图所示,有一水平传送带匀速向左运动,某时刻将一质量为m的小煤块(可视为质点)放到长为L的传送带的中点.它与传送带间的动摩擦因数为μ,求:(1)小煤块刚开始运动时受到的摩擦力的大小和方向;(2)要使小煤块留在传送带上的痕迹长度不超过L2,传送带的速度v应满足的条件.参考答案与解析1.解析:选 B.质量是惯性的量度,而力是改变运动状态的原因,由牛顿第二定律可知质量越大,运动状态越难改变,故A正确;物体的惯性只与物体的质量有关,与所处的运动状态无关,故B错误,C、D正确.2.解析:选 C.自由落体运动是物体只受重力作用,从静止开始(即初速度为零)做竖直下落的匀加速直线运动.物体只做竖直向下的运动不一定就是自由落体运动,A项错;加速度等于重力加速度,物体不一定只受重力作用,初速度也不一定为零,不一定就是自由落体运动,B项错;自由落体运动与物体的质量无关,不同质量的物体运动规律相同,C项正确;由x=12gt2可知,自由落体运动位移与时间的平方成正比,D项错.3.解析:选A.因v2=2ax,(3v)2=2ax′,求得x′=9x,故选项A正确.4.解析:选B.以电线为研究对象,夏季和冬季,电线杆对电线的拉力方向发生变化,使电线重力的两个分力的夹角发生变化,如图.冬季,两分力夹角更大,所以分力更大,使电线对电线杆的拉力更大.综上,选项B正确.5.解析:选D.物体加速度的大小与物体受到的合外力成正比,与物体的质量成反比,选项A 错误;力是产生加速度的原因,只要有合力,物体就有加速度,它们之间有瞬时对应关系,不存在累积效应,选项B错误;物体加速度的大小与它受到的合力成正比,选项C错误;根据矢量的合成和分解,即F x=ma x,选项D正确.6.解析:选 A.由于滑轮光滑,甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力,若甲的质量大,则甲拉绳子的力大于乙的重力,甲攀爬时乙的加速度大于甲的加速度,所以乙会先到达滑轮,A正确,B错误;若甲、乙的质量相同,甲用力向上攀爬时,甲拉绳子的力等于绳子拉乙的力,甲、乙具有相同的加速度和速度,所以甲、乙应同时到达滑轮,C、D错误.7.解析:选C.设物体A对圆球B的支持力为F1,竖直墙对圆球B的弹力为F2,F1与竖直方向的夹角θ因物体A右移而减小.对圆球B由平衡条件得:F1cos θ=m B g,F1sin θ=F2,解得F1=m B gcos θ,F2=m B g tan θ,θ减小,F1减小,F2减小,选项A、B均错;对A、B整体分析可知,竖直方向,地面对整体支持力N=(m A+m B)g,与θ无关,选项D错误;水平方向,地面对A的摩擦力f =F2,因F2减小,故f减小,选项C正确.8.解析:选BC.质量、路程为标量,A错;重心的位置与物体的形状和质量分布情况有关,D 错.9.解析:选BC.甲图中实验是显示微小形变,所以体现出的物理思想方法是放大法,A错误;乙图中冰壶在冰面上的运动,阻力很小且可以忽略,由于惯性,冰壶将保持原来速度匀速运动,所以冰壶可以在较长时间内保持速度不变,B正确;丙图中赛车的质量不很大,却安装着强大的发动机,是为了获得很大的牵引力,C正确;丁图中高大的桥要造很长的引桥,从而减小桥面的坡度,来减小车辆重力沿桥面方向的分力,保证行车方便与安全,D错误.10.解析:选ACD.空中总有4个小球,每两个相邻的小球间的时间间隔为0.4 s,则每个小球上下往返时间为1.6 s,即上升阶段时间为0.8 s,A项正确;根据竖直上抛运动规律可知,上升和下落时间对称,故小球达到的最大高度为h=12gt2=12×10×0.82 m=3.2 m,B项错误,C项正确;根据竖直上抛运动的对称性可知,D项正确.11.解析:选ACD.木板由水平位置缓慢向上转动时,该同学受到的支持力N=mg cos θ,则选项A正确;该同学开始静止,达到最大静摩擦力后开始滑动,此后该同学受到的合外力F合方向沿斜面向下,则F合=mg sin θ-μmg cos θ=mg(sin θ-μcos θ),即选项B错误;重力沿斜面方向的分力G1=mg sin θ,则选项C正确;滑动之前该同学受力平衡,即f=mg sin θ,滑动之后摩擦力f′=μmg cos θ,最大静摩擦力要大于滑动摩擦力,故选项D正确.12.解析:选BCD.物块与弹簧接触前做匀加速直线运动,物块与弹簧接触后,弹簧弹力不断增大,开始阶段弹簧弹力小于推力F,合力向右,加速度向右,物体做加速度不断减小的加速运动;当加速度减小为零时,速度达到最大;接下来物体由于惯性继续向右运动,弹力进一步变大,且大于推力,合力向左,加速度向左,物体做加速度不断变大的减速运动,当速度减为零时,加速度最大;故选BCD.13.解析:(2)①由匀变速直线运动的位移规律,可得每段纸带的平均速度与该段纸带的长度有关,则图像可看做v-t图,可得纸带做匀减速直线运动,图线倾角的大小反映了加速度的大小.②横轴x轴即可等效成t轴,0.25 s时恰好对应纸带c的中间时刻,故测出c段的长度即可求出0.25 s时刻纸带的瞬时速度.③根据x m-x n=(m-n)aT2,代入数据可求得加速度为2.0 m/s2.答案:(1)钩码个数(或钩码总质量、钩码总重量) F-x图像如图所示19(2)①匀减速直线加速度②c段③2.014.解析:(1)H=12gt2=12×10×2.52=31.25(m).(2分)(2)v=gt=10×2.5=25 (m/s).(2分)(3)前1.5 s内石头下落的高度为H1=12gt21=12×10×1.52=11.25(m).(2分)最后1 s内石头下落的高度为h=H-H1=31.25-11.25=20(m).(2分) 答案:(1)31.25 m (2)25 m/s (3)20 m 15.解析:(1)物体向右做匀减速运动由F+μmg=ma1得:a1=5 m/s2(2分)物体向右速度减为零时位移最大x=v202a1=1.6 m.(2分)(2)由于F>μmg,物体向右达到最大位移后,又向左做匀加速运动F-μmg=ma2(2分)解得:a2=1 m/s2(1分)因为向右做匀减速运动的时间t1=v0a1=0.8 s(1分)所以向左做匀加速运动的时间t2=t-t1=2 s-0.8 s=1.2 s(1分)故t=2 s时速度为v1=a2t2=1.2 m/s.(1分)答案:(1)1.6 m (2)1.2 m/s16.解析:(1)小煤块受到的摩擦力的大小f=μmg,方向水平向左.①(3分)(2)依题意,由牛顿第二定律得,小煤块的加速度a =f m =μmg m=μg ②(1分)设小煤块刚滑到传送带左端时速度正好与传送带速度相等,大小为v 由v =at ,得t =vμg③(2分) 小煤块位移x 1=12at 2④(1分)将②、③代入④得x 1=12μg ·v2(μg )2⑤(1分)传送带位移x 2=vt ⑥(1分) 由位移关系得x 2-x 1<L2⑦(1分) 将③、⑤、⑥代入⑦得v 2μg -v 22μg <L2则v <μgL .(2分)答案:(1)μmg 水平向左 (2)v <μgL。
2019-2020年高中物理教科版必修1教学案:第二章第4节摩擦力(含解析)1.两个相互接触并互相挤压的物体发生相对运动或具有相对运动的趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力叫做摩擦力。
2.摩擦力包括静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
3.摩擦力产生的条件:(1)接触面粗糙;(2)两个物体之间有弹力;(3)有相对运动或相对运动趋势。
这三个条件缺一不可,必须同时满足才能产生摩擦力。
4.滑动摩擦力的大小:f=μN。
5.静摩擦力的大小范围:0<f≤f max。
静摩擦力与正压力无关,最大静摩擦力f max∝N。
一、滑动摩擦力1.摩擦力两个相互接触并发生挤压的物体之间产生的阻碍相对运动的力。
2.滑动摩擦力两个物体相互接触并挤压,当它们沿接触面发生相对运动时,每个物体的接触面上都会受到对方作用的阻碍相对运动的力。
3.滑动摩擦力的大小(1)规律:滑动摩擦力的大小与正压力成正比。
(2)公式:f=μN,其中μ叫做动摩擦因数,它是两个力的比值,没有单位。
(3)作用效果:总是阻碍物体间的相对运动。
4.滑动摩擦力的方向总是跟物体的接触面相切,并且跟它们相对运动的方向相反。
二、静摩擦力1.定义两个彼此接触且相互挤压的物体之间没有发生相对滑动,但它们之间存在相对运动的趋势时,在它们的接触面上产生的一种阻碍物体间发生相对运动的力。
2.方向总是与接触面相切并且与物体间相对运动趋势的方向相反。
3.效果阻碍物体间的相对运动的趋势。
4.大小范围0<f≤f max,f max为最大静摩擦力,f由物体的运动状态及外界对它的施力情况决定。
1.自主思考——判一判(1)只要两个物体之间有弹力产生,又有相对运动,两个物体之间就一定存在滑动摩擦力。
(×)(2)滑动摩擦力一定存在于两个运动的物体之间。
(×)(3)静止的物体受到的摩擦力可能是滑动摩擦力。
(√)(4)静摩擦力就是静止物体受到的摩擦力。
(×)(5)静摩擦力方向一定与物体的运动方向相反。
高中物理教科版必修第一册全册综合测评卷(含解析)全册综合测评卷(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题5分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.以下说法中,你认为正确的是()A.把物体抽象为质点后,物体自身的质量和大小均可以忽略不计B.当物体做直线运动时位移大小等于路程C.平均速度v=,当Δt充分小时,该式可以表示t时刻的瞬时速度D.质点运动的速度变化很大,则加速度一定很大2.如图所示,两个小球a、b质量均为m,用细线相连并悬挂于O点,现用一轻质弹簧给小球a施加一个拉力F,使整个装置处于静止状态,且Oa与竖直方向夹角θ=45°,已知弹簧的劲度系数为k,则弹簧形变量最小值是()A. B.C. D.3.如图所示,水平路面上有一辆正在行驶的汽车,车厢中有一个质量为m的人正用大小为F的恒力向前推车厢,在车减速行驶时间t的过程中,车的加速度大小为a,人相对车厢静止,取车前进方向为正方向,下列说法正确的是()A.该过程人的速度改变量为Δv=atB.车对人的作用力大小为maC.车对人的作用力大小为mD.车对人的摩擦力一定不为零4.一个质量为3 kg的物块(视为质点)静止在水平面上,在t=0时刻,物块在水平外力F的作用下开始运动,它的位置坐标x和速度二次方v2的关系图像如图所示,则()A.质点沿x轴正方向做匀加速运动B.物块运动的加速度是m/s2C.物块运动加速度是m/s2D.物块所受到的水平外力F的大小可能是1 N5.如图所示,物体的质量为2 kg,两根轻细绳AB和AC的一端连接于竖直墙上,另一端系于物体上,在物体上另施加一个方向与水平线成θ=60°的拉力F,若要使绳都能伸直,g取10 m/s2,则F可能是()A.10 NB.15 NC.5 ND.25 N6.如图所示,倾角为θ=37°的传送带以速度v1=2 m/s顺时针匀速转动。
教科版高中物理必修一第二章答案.docx高中物理学习材料第二章力第一节力课堂训练:1、不能、不能、略2、略课后提升训练1、AB2、桌面、台灯、小木块、水3、图略4、ADFGHI15、AC6、ABCD。
7、BCD 8、ACD 9、图略。
第二节重力课堂训练:1、一般说重力指的是地球对其上物体的吸引而使物体受到的力、重力的方向竖直向下、因为重力的大小可用G=mg进行计算,对一个物体来说式中m是一个不变量,所以重力与g有关,而g与物体在地球上的位置相关,纬度增加g值稍有增加 2、图略、(1)G=490N;(2)G=294N、(3)G=4.9 N 3、9.8×10-4N 4、0.6125N、图略课后提升训练:1、C2、AB3、A4、AD5、L/2、L/46、图略7、图略。
第三节弹力课堂训练:1、弹性形变、范性形变2、略3、略4、在弹性限度范围内弹簧的大小和形变大小成正比,即F=kx 5、略 6不能、重力和压力是作用在两个不同物体上性质不同的两个力课后提升训练1、C2、BD3、D4、CD5、AD6、BD7、A8、A9、ABC 10、A 11、A 12、图略13、图略14、图略15、20N 16、mg;Mg-mg。
第四节摩擦力课堂训练:1、滑动摩擦力的大小与两个接触面的粗糙程度、正压力有关,它的方向总与接触面相切并跟物体相对运动的方向相反2、静摩擦力有一定的大小,随着外力的变化静摩擦力在零到最大静摩擦力之间变化,它的方向总与接触面相切并跟物体相对运动趋势的方向相反3、637N课后提升训练cos1、AC2、D3、D4、AB5、15N、20N、0.256、40N、向左7、=、Fθ8、μmg 9、μ(m1+m2)g 10、8N、24N第五节力的合成课堂训练:1、求几个力的合力的方法叫力的合成、力的合成遵循平行四边形定则2、6.8N 、6.08N 、5N 、3.6N3、10N 、5N 、11.18N4、20N 、10N 、5.0N5、54.4N课后提升训练:1、CFG2、C3、D4、30N5、14N 、2N6、0N 、5N 、与F 1方向相反7、6F 、与5F 的方向相同8、22F 9、6N 和8N 、2N —14N 第六节力的分解课堂训练1、右边、因为合力不变的情况下,若两个分力与合力的夹角相同,则夹角越小分力越小,夹角越大分力越大2、36N 、48N3、(1)略、(2)350N 、(3)250N4、略课后训练提升1、ABC2、C3、B4、ABCD5、C6、AB7、A8、D9、CD 。
课时分层作业(十二)摩擦力考点一滑动摩擦力1.下列关于滑动摩擦力的认识正确的是()A.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,因此滑动摩擦力是阻力B.相互接触的两个物体间如果存在相对滑动,则它们之间一定存在相互的滑动摩擦力C.快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比慢速行驶的自行车同样条件下急刹车的摩擦力大D.滑动摩擦力的方向可能跟物体运动方向相同,也可能跟物体运动方向相反D[滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定是阻碍运动,它既可作为动力又可作为阻力,它的大小与物体运动的速度和接触面大小无关,故D 正确.]2.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀速拖出的过程中()A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变D[匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间,材料的重心在台面上,材料对台面的压力不变,故材料受到的支持力不变,故C错误;而在拉动过程中动摩擦因数不变,由f=μN可知摩擦力是不变的,故A错误;因为材料做匀速直线运动,摩擦力不变,所以工人的拉力是不变的,故B错误,D正确.] 3.一物体置于粗糙水平地面上,按图中所示不同的放法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是()甲乙丙A.f甲>f乙>f丙B.f乙>f甲>f丙C.f丙>f乙>f甲D.f甲=f乙=f丙D[滑动摩擦力f=μN,其大小由μ和物体与地面间的正压力N共同决定,因为无论怎么放置,物体与地面间的N均相同,故有f甲=f乙=f丙,D正确.] 4.如图所示,水平传送带上放一物体,当传送带向右以速度v匀速传动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;当传送带向右的速度变为2v时,物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′.则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中正确的是()A.弹簧伸长量将减小,即Δx′<ΔxB.弹簧伸长量将增加,即Δx′>ΔxC.弹簧伸长量不变,即Δx′=ΔxD.无法比较Δx和Δx′的大小C[两种情况下m相对于传送带均向左匀速运动,m均受传送带向右的滑动摩擦力,其大小均为f=μmg,根据二力平衡的条件F1=F2=f=μmg,又F1=F2,即kΔx=kΔx′,故Δx′=Δx,选项C正确.]5.把重量为G的物体,用一个水平推力F=kt(k为常数,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,如图所示.从t=0开始,物体所受的摩擦力f随时间的变化关系是如图中的()B[由于物体受的水平推力F=kt,由二力平衡得,墙与物体间的压力N=kt.当F比较小时,物体受到的摩擦力f小于物体的重力G,物体将沿墙壁下滑,此时物体所受的摩擦力为滑动摩擦力.由f=μN得,滑动摩擦力f=μkt.当摩擦力f大小等于重力G时,由于惯性作用,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.随着时间的增加,摩擦力将大于重力,物体做减速运动直至静止,滑动摩擦力将突变为静摩擦力,静摩擦力与正压力无关,跟重力始终平衡.故选项B正确.]考点二静摩擦力6.一辆汽车停在水平地面上,一个人用力水平推车,但车仍然静止,下列说法中正确的是()A.此人推车的力小于汽车所受到的静摩擦力B.此人推车的力与汽车受到的摩擦力平衡C.此人推车的力增大时,汽车受到的摩擦力将保持不变D.此人推车的力增大时,汽车受到的摩擦力将不断减小,直到汽车能够运动起来为止B[人用力水平推车,但车仍然静止,说明车受到地面给它的静摩擦力作用,由于汽车仍处于平衡状态,因此静摩擦力的大小和人推车的力大小相等,是一对平衡力,而且随着推力的变化而变化,故A、C、D错误,B正确.] 7.如图所示,水平地面上堆放着原木.关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是()A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向A[M处支持力方向垂直于地面,因此竖直向上,A项正确;N处的支持力方向垂直于原木P,B项错误;M处受到的静摩擦力方向平行于地面,C项错误;N处受到的静摩擦力方向平行于原木P,D项错误.]8.(多选)如图所示,在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块,今用水平力F作用于B时,A、B、C均处于静止状态,则()A.地面对C的摩擦力等于FB.A对B的摩擦力等于F 2C.B对A的摩擦力等于零D.B对C的摩擦力等于F,方向向右ACD[以A、B、C三个物块组成的整体为研究对象,根据平衡条件得到,地面对C的摩擦力大小等于F,方向水平向左,A正确;以A为研究对象,根据平衡条件得知,B对A没有摩擦力,则A对B的摩擦力等于零,B错误,C 正确;以A、B组成的整体为研究对象,根据平衡条件得知,C对B的摩擦力大小等于F,方向水平向左,则B对C的摩擦力等于F,方向向右,D正确.] 9.如图所示,一个M=2 kg的物体放在μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个m0=0.1 kg的小桶相连.已知M的最大静摩擦力f m=4.5 N,滑轮上的摩擦不计,取g=10 N/kg,求在以下情况中,M受到的摩擦力的大小.(1)只挂m0,处于静止状态时;(2)只挂m0,但在M上再放一个M′=3 kg的物体时;(3)只在桶内加入m1=0.33 kg的砂子时;(4)只在桶内加入m2=0.5 kg的砂子时.[解析](1)因为m0g=1 N<f m,M处于静止状态,所以受静摩擦力作用,由二力平衡得f1=m0g=1 N.(2)在M上再放一个M′=3 kg的物体,M仍静止,故受静摩擦力f2=f1=m0g =1 N.(3)因为(m0+m1)g=4.3 N<f m,故M处于静止状态,所受静摩擦力f3=(m0+m1)g=4.3 N.(4)因为(m0+m2)g=6 N>f m,故物体M运动,受到滑动摩擦力作用,由公式知f4=μN=μMg=4 N.[答案](1)1 N(2)1 N(3)4.3 N(4)4 N10.(多选)如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置,皮带的传动速度保持不变.物体被无初速度地放在皮带的底端A处,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置B后就不再相对皮带滑动,而是随皮带一起匀速运动,直至传送到顶端C,在传送过程中,物体受到的摩擦力()A.在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力B.在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力C.在BC段不受静摩擦力D.在BC段受沿皮带向上的静摩擦力AD[在AB段,物体相对皮带向下滑动,受到沿皮带向上的滑动摩擦力,选项A正确,B错误;在BC段,物体相对皮带有向下滑的趋势,受到沿皮带向上的静摩擦力,选项D正确,C错误.]11.木块甲、乙分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在甲、乙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.现将F=1 N的水平拉力作用在木块乙上,如图所示,力F作用后()A.木块甲所受摩擦力大小是12.5 NB.木块甲所受摩擦力大小是11.5 NC.木块乙所受摩擦力大小是9 ND.木块乙所受摩擦力大小是7 NC[由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力f max=μN=0.25×60 N=15 N,弹簧的弹力F弹=kx=400×0.02 N=8 N,木块乙受到向右的力F弹+F=9 N<f max,故木块乙仍静止.由平衡条件可得木块乙受到向左的摩擦力f乙=F弹+F=9 N,故C正确,D错误;木块甲受到的最大静摩擦力f max′=μN′=0.25×50 N=12.5 N,弹簧的弹力F弹=8 N<f max′,故甲仍静止,受到向右的摩擦力f甲=F弹=8 N,故A、B错误.]12.如图所示,两块相同的竖直木板A、B间有质量均为m的4块相同的砖块,两侧用大小均为F的力水平压木板使砖块静止不动,则第2、3块砖间的摩擦力的大小为()A.0B.12mg C.mg D.2mgA[以砖块1、2、3、4整体为研究对象,由于重力作用,整体相对木板有向下运动的趋势,故木板对整体有向上的静摩擦力,根据对称性和二力平衡可知,左右两块木板对整体左右两面有向上的静摩擦力,大小为f1=f2,且f1+f2=4mg,则f 1=2mg .再以砖块1、2为整体,1、2整体受的重力为2mg ,左侧木板对砖块1、2向上的静摩擦力f 1=2mg ,根据平衡条件知砖块2与砖块3之间的接触面上没有静摩擦力,A 正确.]13.某同学利用弹簧测力计测定木块A 与木板B 间的动摩擦因数μ,具体操作如下:(1)如图甲、乙是两种实验设计方案,请完成横线上的空白部分.方案一:如图甲所示,木板B 静止在水平桌面上,用手通过弹簧测力计向右拉木块A ,使木块A 向右匀速运动,读出此时弹簧测力计的读数F ,再用弹簧测力计测出木块A 的重力G ,由平衡条件可知,滑动摩擦力f =______,A 、B 间的正压力N =________,所以动摩擦因数μ=________.甲 乙方案二:如图乙所示,将弹簧测力计C 的吊环套在直立固定在桌边的铁钉D 上,挂钩端与木块A 相连,用力F 拉拉放在桌面上的木板B ,使其缓慢向右运动.A 相对地面静止时,A 受的滑动摩擦力等于弹簧的拉力(A 在B 上相对B 向左滑动).读出此时C 的读数F ,即为A 所受的滑动摩擦力f .用C 测出A 的重力G ,则A 、B 间的动摩擦因数μ=________.(2)从实际操作考虑,你认为上述哪种方案更可行?(3)若只给你一把直尺、一条橡皮筋和一些轻绳,你能否测定木块A 与木板B 间的动摩擦因数μ?[解析] (1)方案一中,A 匀速向右滑动时,由二力平衡知f =F ,A 对B 的正压力N =G ,则μ=F G ;同理,方案二中μ=F G .(2)在方案一中,弹簧测力计对木块A 的拉力只有在木块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小,但这种操作方式很难保证木块A 匀速前进;而在第二种方案中,不论木板B 如何运动,木块A 总是处于平衡状态,弹簧测力计的示数等于木块A所受滑动摩擦力的大小,故第二种方案更切实可行.甲(3)可以,实验方法及步骤如下:①将橡皮筋的两端拴上两条轻绳,并用直尺测出橡皮筋的原长l0;②橡皮筋一端的轻绳连接木块A,另一端的轻绳竖直悬挂起来,如图甲所示,测出此时橡皮筋的长度l1;③将橡皮筋的一端固定于竖直墙上,将木块A放在木板B上,如图乙所示,用水平力使木板B在木块A下滑动,测出此时橡皮筋的长度l2;乙④根据二力平衡原理得k(l1-l0)=mg,k(l2-l0)=μmg,由此可得μ=l2-l0 l1-l0.[答案](1)F G FGFG(2)(3)见解析14.如图所示,B物体置于A物体之上,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、A与地之间的动摩擦因数都相同,且物体B用水平细绳系在左边的墙壁上,当作用在A上的水平力F=32 N时,才能将A匀速拉出,求A与B、A与地的接触面之间的动摩擦因数μ.[解析]以A物体为研究对象,其受力情况如图所示:则物体B对其压力F N2=G B=20 N地面对A的支持力F N1=G A+G B=60 N因此A受B的滑动摩擦力F f2=μF N2=20μA受地面的摩擦力F f1=μF N1=60μ,又由题意得:F=F f1+F f2=60 μ+20 μ=80μ,F=32 N,代入即可得到μ=0.4.[答案]0.4。
物理教科版必修1第二章力单元检测(时间:90分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错或不答的得0分)1.如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动.根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( )A .物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点B .重力的方向总是垂直向下的C .物体重心的位置与物体形状或质量分布有关D .力是使物体运动的原因2.质量为m 的木块在推力F 的作用下,在水平地面上做匀速运动(如图所示).已知木块与地面间的动摩擦因数为μ,那么木块受到的滑动摩擦力为下列各值的哪一个( )A .μmgB .μ(mg +F sin θ)C .μ(mg -F sin θ)D .F cos θ3.(海南单科)两个大小分别为F 1和F 2(F 2<F 1)的力作用在同一质点上,它们的合力的大小F 满足( )A .F 1≤F ≤F 2B .F 1-F 22≤F ≤F 1+F 22C .F 1-F 2≤F ≤F 1+F 2D .F 21-F 22≤F 2≤F 21+F 224.如图所示,放在光滑水平面上的一个物体,同时受到两个水平方向力的作用,其中水平向右的力F 1=5 N ,水平向左的力F 2=10 N ,当F 2由10 N 逐渐减小到零的过程中,二力的合力大小( )A .逐渐减小B .逐渐增大C .先减小后增大D .先增大后减小5.在中央五套每周都有棋类节目,如棋类授课和评析节目,他们的棋盘都是竖直挂在墙上,棋盘是磁石制成的,而每个棋子都是一个小磁体,下列说法正确的是( )①小棋子共受到四个力作用 ②每个棋子的质量肯定都有细微差异,所以不同棋子所受的摩擦力不同 ③棋盘表面应选相对粗糙的材料 ④如果某个棋子贴不上棋盘,总会滑落,肯定是其质量偏大A .①②④ B.①③④C .①②③ D.②③④6.如图所示,两木块质量分别为m 1和m 2,两轻质弹簧的劲度系数分别为k 1和k 2,上面木块压在弹簧上(但不拴接),整个系统处于静止状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面的弹簧,在这个过程中下面木块移动的距离为( )A .11m g k B .m 2g k 1 C .m 1g k 2 D .m 2g k 27.把一重为G 的物体用一个水平的推力F =kt (k 为恒量,t 为时间)压在竖立的足够高的平整的墙上,如图所示.从t =0开始物体所受的摩擦力f 随t 的变化关系是( )8.如图所示,轻弹簧的两端各受10 N 拉力F 作用,弹簧平衡时伸长了5 cm (在弹性限度内),那么下列说法中正确的是( )A .该弹簧的劲度系数k =200 N/mB .该弹簧的劲度系数k =400 N/mC .根据公式k =F x,弹簧的劲度系数k 会随弹簧弹力F 的增大而增大D .弹簧所受的合力为10 N9.如图所示,完全相同的两物块A 、B ,质量均为1 kg ,与地面间的动摩擦因数均为0.2,它们之间连接有一劲度系数为100 N/m的轻弹簧.整个系统置于水平地面上静止不动,弹簧处于原长.现有一水平向右的变力F作用于物块A上,F从0开始,缓慢增大到3 N时,轻弹簧的伸长量为()A.0 B.1 cmC.2 cm D.3 cm10.如图所示,一轻绳通过固定在墙边的小滑轮与均匀铁球相连,在水平拉力F作用下,铁球缓缓上升.不计一切摩擦,则在铁球上升的过程中()A.球对绳的拉力增大,球对墙的压力增大B.球对绳的拉力减小,球对墙的压力增大C.球对绳的拉力增大,球对墙的压力减小D.球对绳的拉力和墙的压力都减小二、填空题(本题共2小题,每小题5分,共10分.按题目要求作答)11.为了探究弹簧弹力F和弹簧伸长量x的关系,某同学选了A、B两根规格不同的弹簧进行测试,根据测得的数据绘出如图所示的图像,从图像上看,该同学没能完全按实验要求做,使图像上端成为曲线,图像上端成为曲线的原因是________.弹簧B的劲度系数为________.若要制作一个精确度较高的弹簧秤,应选弹簧________(填“A”或“B”).12.某同学做“验证力的平行四边形定则”实验时,主要步骤是:A.在桌上放一块方木板,在方木板上铺一张白纸,用图钉把白纸钉在方木板上.B.用图钉把橡皮条的一端固定在板上的A点,在橡皮条的另一端拴上两条细绳,细绳的另一端系着绳套.C.用两个弹簧测力计分别勾住绳套,互成角度地拉橡皮条,使橡皮条伸长,结点到达某一位置O.记录下O点的位置,读出两个弹簧测力计的示数.D.按选好的标度,用铅笔和刻度尺作出两只弹簧测力计的拉力F1和F2的图示,并用平行四边形定则求出合力F.E.只用一个弹簧测力计,通过细绳套拉橡皮条使其伸长,读出弹簧测力计的示数,记下细绳套的方向,按同一标度作出这个力F′的图示.F.比较F′和F的大小和方向,看它们是否相同,得出结论.上述步骤中:(1)有重要遗漏的步骤的序号是____________和______________;(2)遗漏的内容分别是________________和________________.三、计算题(本题共4小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(9分)如图所示,质量M=2 3 kg的木块套在水平杆上,并用轻绳与质量m= 3 kg的小球相连.今用跟水平方向成α=30°角的力F=10 3 N拉着球带动木块一起向右匀速运动,运动中M、m相对位置保持不变,取g=10 m/s2.求:(1)运动过程中轻绳与水平方向夹角θ;(2)木块与水平杆间的动摩擦因数μ.14.(9分)如图甲所示,完全相同的A、B两物体放在水平面上,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,每个物体重G=10 N,设物体A、B与水平面间的最大静摩擦力均为f max =2.5 N,若对A施加一个向右的由零均匀增大到6 N的水平推力F,请将A所受到的摩擦力随水平推力F的变化情况在图乙中表示出来.(要求写出作图过程)15.(10分)水平面上有一重40 N的物体,受到F1=12 N和F2=6 N的两方向相反的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2.(1)此时物体所受的摩擦力为多大?(2)将F1撤去后,物体受的摩擦力为多大?(3)将F2撤去后,物体受的摩擦力为多大?16.(12分)如图所示,物体A重100 N,物体B重20 N,A与水平桌面间的最大静摩擦力是30 N,整个系统处于静止状态,这时A受到的静摩擦力是多大?如果逐渐加大B的重力,而仍保持系统静止,则B物体重力的最大值是多少?参考答案1.答案:AC 点拨:物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,故A 对.重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,故B 错.从题图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C 对.力不是使物体运动的原因而是使物体发生形变或产生加速度的原因,故D 错.2.答案:BD 点拨:N =mg +F sin θ,f =μN =μ(mg +F sin θ),又由于木块在水平面上做匀速运动,故有f =F cos θ.3.答案:C 点拨:共点的两个力合成,同向时最大为F 1+F 2,反向时最小为F 1-F 2.4.答案:C 点拨:F 合=F 2-F 1,当F 2由10 N 逐渐减小到5 N 过程,合力向左,且由5 N 减小到0;当F 2由5 N 逐渐减小到0过程,合力向右,且由0增大到5 N .5.答案:C 点拨:棋子受力如图所示,棋子受到四个力作用,A 对;棋子受到的静摩擦力与重力等大反向,质量不同,摩擦力也不同,B 对;表面粗糙,最大静摩擦大,不容易下落,C 对;棋子贴不上棋盘,由于重力大于最大静摩擦力,可能磁力偏小,不一定是因为质量大.6.答案:C 点拨:设未提木块之前,弹簧k 2缩短的长度为x 2,根据二力平衡和胡克定律有:k 2x 2=(m 1+m 2)g ,解得:x 2=m 1+m 2k 2g . 当上面木块被提离弹簧时,弹簧k 2缩短的长度变为x 2′,同样可求得x 2′=m 2g k 2, 所以下面木块向上移动的距离为:Δx =x 2-x 2′=m 1g k 2. 7.答案:B 点拨:因物体在水平方向受力平衡,故墙壁给物体的压力N 始终等于水平推力F 的大小,即N =F =kt .当墙壁给物体的摩擦力f =μkt <G 时,物体加速下滑,摩擦力随时间t 成正比例增加;当f =G 时,物体下滑的速度达到最大;f >G 后,物体虽然减速下滑,但滑动摩擦力仍随时间t 成正比例的增加,且一直增大到物体停止滑行前为止.当物体速度减小到零时,物体受到的滑动摩擦力“突变”成静摩擦力.由力的平衡条件得静摩擦力的大小f =G .综上可知,正确选项应是B .8.答案:A 点拨:轻弹簧的两端各受10 N 的拉力,方向相反,所以弹簧所受的合力为零,D 错误;弹簧的弹力等于一端的拉力,由F =kx 可求出k =F x =10 N 0.05 m=200 N/m ,B 错误,A 正确;弹簧的劲度系数k 由弹簧本身决定,与F 无关,C 错误.9.答案:B 点拨:先对整体受力分析,要使整体能运动,必须克服整体的最大静摩擦力f max =2μmg =4 N >F =3 N ,故B 仍能保持静止,但力F 大于A 受到的最大静摩擦力f max =2 N ,F 力缓慢增大到2 N 时A 发生运动,之后弹簧伸长,当弹力T =F -f max =1 N 时,对B 由平衡条件可知受到的摩擦力为1 N ,根据胡克定律,弹簧的伸长量Δx =T /k =0.01 m =1 cm ,B 对.考查受力分析、物体的平衡条件的应用、整体法的受力分析.10.答案:A 点拨:以球为研究对象,受力分析如图,重力产生两个作用效果,使球拉绳子的力F 1和使球压墙的力F 2,设绳子与竖直墙壁夹角为θ,则F 1=Gcos θ,F 2=G tan θ. 当铁球上升时,θ逐渐增大,故F 1变大,F 2变大,A 正确.11.答案:超过了弹簧的弹性限度 100 N/m A点拨:在弹性限度内弹簧的弹力和伸长量成正比,图像后半部分不成正比,说明超过了弹簧的弹性限度;由图像可知,k =F x=100 N/m ;精确度高,说明受较小的力就能读出对应的形变量,因此选A .12.答案:(1)C E(2)记下两条绳的方向 把橡皮条的结点拉到同一位置O点拨:根据验证力的平行四边形定则的操作规程可知,有重要遗漏的步骤的序号是C 、E .在C 中未记下两条细绳的方向.E 中未说明是否把橡皮条的结点拉到了同一位置O .13.答案:(1)30° (2)0.35点拨:(1)以小球为研究对象,受力分析如图.由物体的平衡条件得:F cos 30°=T cos θ,F sin 30°+T sin θ=mg ,解得:T =10 3 N ,θ=30°.(2)以木块为研究对象,受力分析如图,由平衡条件得:T cos θ=fN =Mg +T sin θf =μN ,解得:μ=0.35.14.答案:见点拨点拨:(1)当推力F 由0均匀增大到2.5 N 时,A 、B 均未动,f A 由0均匀增大到2.5 N ,(2)当推力F 由2.5 N 增大到5 N 时.f A =2.5 N ,(3)当推力F 由5 N 增大到6 N 时,A 处于运动状态:f A =μG =2 N .15.答案:(1)6 N (2)6 N (3)8 N点拨:计算题中,若无特殊说明,可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则f max=μN=μG=0.2×40 N=8 N.(1)根据平衡条件,f′=F1-F2=12 N-6 N=6 N.(2)若将F1撤去,此时摩擦力小于最大静摩擦力,则f″=F2=6 N.(3)若将F2撤去,F1>f max,物体发生相对滑动,为滑动摩擦力,则f=μN=μG=0.2×40 N=8 N.16.答案:20 N 30 N点拨:以结点O为研究对象,建立直角坐标系.x轴上:F A=T cos 45°①y轴上:F B=G B=T sin 45°②①②联立,得F A=GB tan 45°代入其值得F A=20 N,以A为研究对象,受力分析,可得f A=F A′=F A=20 N,方向水平向右.当逐渐增大B的重力时,要使系统处于平衡状态,当A达到最大静摩擦力时,B物体的重力达到最大.由上述表达式可知:G B m=f A mtan 45°=30 N故A受到的静摩擦力为20 N,B物体的重力最大值为30 N.。
学业分层测评(十三)
(建议用时:45分钟)
1.下列现象中,哪些物体受到了滑动摩擦力的作用( )
A.同学们在操场的跑道上跑步锻炼身体时的脚
B.同学们在饮水机上接水时手拿着的水杯
C.慢慢行驶在校园内的汽车的轮胎
D.同学们考试过程中写字时的钢笔笔尖
【解析】A、B、C选项中,两个物体的接触面没有发生相对运动,物体所受的摩擦力属于静摩擦力;D选项中,钢笔笔尖在写字过程中相对纸面滑动,受到的摩擦力为滑动摩擦力.
【答案】 D
2.关于摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.只有静止的物体才受到摩擦力
B.只有运动的物体才受到摩擦力
C.物体受到摩擦力时,一定受到弹力
D.摩擦力的方向和相对运动方向垂直
【解析】静摩擦力的静指的是相对静止,比如说,在空中你手握着一个可乐瓶子,瓶子受到静摩擦力,而当你握着他水平运动时,瓶子相对地面是运动的,而此时他还是受到静摩擦力,故A错误;比如地面固定一个木板,木板上面有个物体,小物体在木板上运动,虽然木板没动,但是木板也受滑动摩擦力,故B错误;摩擦力产生的条件之一是要有弹力,故C正确;滑动摩擦力和两物体间相对运动方向相反,静摩擦力与两物体间相对运动趋势方向相反.我们手持一个水壶水平向前走,静摩擦力竖直向上,而速度方向水平,此时摩擦力的方向和物体的运动方向垂直,故D错误.
【答案】 C
3.如图246所示,把两本书一页一页地交叉对插,然后各抓住一本书的书脊用力对
拉,平时随手很容易移动的两本书竟会变得像强力胶粘在一起似的,难舍难分,关于其中的原因下列说法正确的是( )
图246
A.增大了摩擦的接触面积
B.增大了摩擦因数
C.增加了摩擦力的个数
D.以上说法都不对
【解析】摩擦力的大小只和压力及动摩擦因数有关,和接触面积没有关系,把两本书一页一页地交叉对插后,每页间的动摩擦因数没有改变,但每页间都有压力作用,拉开两本书的力等于一本书的每页受到的摩擦力之和,相当于增加了摩擦力的个数,C项正确.【答案】 C
4.如图247所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左运动时,要使物体仍向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则( )
图247
A.F1=F2
B.F1>F2
C.F1<F2
D.以上三种情况都有可能
【解析】两种情况下,物体相对于传送带均向右匀速运动,物体均受传送带向左的滑动摩擦力,滑动摩擦力大小均为f=μmg,根据二力平衡条件得F1=F2=f=μmg,故正确
选项为A.
【答案】 A
5.如图248所示为某新型夹砖机,它能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起,大大提高了工作效率.已知某夹砖机能夹起质量为m 的砖,两支“手臂”对砖产生的最大压力为F max (设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为( )
图248
A .μ=mg
F max B .μ=mg
2F max C .μ=2mg F max D .μ=F max mg
【解析】 夹砖机夹起砖时,两“手臂”对砖各有大小为mg 2的摩擦力,又因为压力为
F max ,所以μ=f N =mg /2F max =mg
2F max
,选项B 正确. 【答案】 B
6.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图249所示,则在匀速拖出的过程中( )
图249
A .材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B .材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小
C .平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D .材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人拉力也不变。