11.如圖1-1-18所示,傾角為α的三角形滑塊上放置一個質(zhì)量為m的物體,它們一起以加速度a在水平面上向右做勻加速直線運動.對于m所受的摩擦力,下列敘述正確的有
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圖1-1-18
①方向可能沿斜面向上 ②方向可能沿斜面向下 ③可能不存在摩擦力 ④一定存在摩擦力
A.①② B.①②③ C.①②④ D.①③
[解析] 若物體不受摩擦力,則它只受重力mg和斜面的支持力FN,如圖所示,由牛頓第二定律得
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mgtanα=ma
a=gtanα
若它們一起向右做加速運動的加速度a>gtanα,物體受的摩擦力沿斜面向下;若a<gtanα,物體所受的摩擦力沿斜面向上,故選項B正確.
[答案] B
10.如圖1-1-17所示,位于斜面上的物塊m在沿斜面向上的力F作用下,處于靜止?fàn)顟B(tài),則斜面作用于物塊的靜摩擦力
圖1-1-17
①方向可能沿斜面向上 ②方向可能沿斜面向下
③大小可能為零 ④大小可能等于F
以上判斷正確的是
A.只有①② B.只有③④ C.只有①②③ D.①②③④都正確
[解析] 當(dāng)F=mgsinα時,摩擦力Fμ=0;當(dāng)F>mgsinα時,Fμ沿斜面向下;當(dāng)F<mgsinα時,Fμ沿斜面向上;當(dāng)F=
mgsinα時,Fμ=
mgsinα,F=Fμ.
[答案] D
9.(2001年全國理綜,18)如圖1-1-16所示,在一粗糙水平面上有兩個質(zhì)量分別為m1和m2的木塊1和2.中間用一原長為l、勁度系數(shù)為k的輕彈簧連結(jié)起來,木塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)用一水平力向右拉木塊2,當(dāng)兩木塊一起勻速運動時兩木塊之間的距離是
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圖1-1-16
A.l+
m1g
B.l+
(m1+m2)g C.l-
m1g D.l+
(
)g
[解析] 兩木塊勻速滑動時,彈簧的彈力跟木塊1所受的滑動摩擦力是一對平衡力 ,設(shè)彈簧伸長x,則
kx=μm1g x=
m1g
兩木塊間的距離為:l+x=l+
m1g,A選項正確.
[答案] A
8.如圖1-1-15所示,質(zhì)量為m的物體緊貼在豎直墻壁上,它與墻壁間動摩擦因數(shù)為μ,作用在物體上的力F與豎直方向成α角,物體A沿墻壁做勻速直線運動,A受到的摩擦力大小是
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圖1-1-15
A.μFsinα B.μmg C.一定是mg-Fcosα D.一定是Fcosα-mg
[解析] A對豎直墻壁的壓力為Fsinα,則A所受的滑動摩擦力大小一定為μFsinα,若A沿墻壁勻速上滑,由平衡條件得Fcosα=mg+Fμ1
則滑動摩擦力大小為Fμ1=Fcosα-mg.
若A沿墻壁勻速下滑,由平衡條件得Fcosα+Fμ2=mg
則滑動摩擦力大小為Fμ2=mg-Fcosα
[答案] A
7.(2001年全國高考,12)如圖1-1-14所示,質(zhì)量為m、橫截面為直角三角形的物塊ABC,∠ABC=α,AB邊靠在豎直墻面上,F是垂直于斜面BC的推力.現(xiàn)物塊靜止不動,則摩擦力的大小為_______.
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圖1-1-14
[解析] 物塊ABC受到四個力的作用,受力如圖所示,由平衡條件得
F=mg+Fsinα
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[答案] mg+Fsinα
6.如圖1-1-13所示,一物體置于足夠長的木板上.試分析將木板的一端由水平位置緩慢抬起至豎直的過程中,物體所摩擦力的變化情況.
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圖1-1-13
[解析] 木板水平時,物體不受摩擦力作用,在木板的一端緩慢抬起的過程中,若物體相對木板靜止,則它可看作處于平衡狀態(tài),由平衡條件得Fμ=mgsinθ,故隨著木板傾角θ的增大,靜摩擦力Fμ也隨著增大.若木板傾角增大到一定角度,物體開始沿木板滑動,此后物體所受的滑動摩擦力大小為Fμ=μmgcosθ,隨著θ的增大,滑動摩擦力減小,木板豎直時,Fμ=0.
[答案] 當(dāng)物體相對木板靜止時,在木板的一端緩慢抬起的過程中,物體所受的靜摩擦力從零逐漸增大;當(dāng)物體相對木板滑動時,則滑動摩擦力逐漸減小,木板豎直時,滑動摩擦力減小到零.
5.如圖1-1-11,在水平桌面上放一木塊,用從零開始逐漸增大的水平拉力F拉著木塊沿桌面運動,最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力.則木塊所受到的摩擦力Fμ隨拉力F變化的圖象(圖1-1-12),正確的是
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圖1-1-11
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圖1-1-12
[解析] 當(dāng)木塊不受拉力時(F=0),桌面對木塊沒有摩擦力(Fμ=0),當(dāng)木塊受到的水平拉力F較小時,木塊仍保持靜止,但出現(xiàn)向右運動的趨勢,桌面對木塊產(chǎn)生靜摩擦力,其大小與F相等,方向相反,隨著水平拉力F不斷增大,木塊向右運動的趨勢增強(qiáng),桌面對木塊的靜摩擦力也相應(yīng)增大,直到水平拉力F足夠大時,木塊開始滑動,桌面對木塊的靜摩擦力達(dá)最大值Fμm,在這個過程中,由木塊水平方向二力平衡條件知,桌面對木塊的靜摩擦力Fμ始終與拉力F等值反向,即隨著F的增大而增大.
木塊滑動后,桌面對它的阻礙作用是滑動摩擦力,它小于最大靜摩擦力,并且,在木塊繼續(xù)滑動的過程中保持不變,故選項D正確.
[答案] D
4.如圖1-1-10所示,質(zhì)量為m的木塊在置于桌面上的木板上滑行,木板靜止,它的質(zhì)量M=3m.已知木塊與木板間、木板與桌面間的動摩擦因數(shù)均為μ.則木板所受桌面的摩擦力大小為
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圖1-1-10
A.μmg B.2μmg C.3μmg D.4μmg
[解析] 木塊與木板間的滑動摩擦力大小為μmg,木塊對木板的滑動摩擦力跟桌面對木板的靜摩擦力是一對平衡力,故桌面對木板的靜摩擦力大小為μmg,選項A正確.
[答案] A
3.如圖1-1-9所示,重6 N的木塊靜止在傾角為30°的斜面上,若用平行于斜面沿水平方向大小等于4 N的力F推木塊,木塊仍保持靜止,則木塊所受的摩擦力大小為
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圖1-1-9
A.4 N B.3 N C.5 N D.6 N
[解析] 木塊所受重力沿斜面的分力大小為mgsin30°=3 N,它與水平推力F的合力大小為5 N,木塊所受的靜摩擦力Fμ跟該合力是一對平衡力,故木塊所受的靜摩擦力大小為5 N,選項C正確.
[答案] C
2.人在自行車上蹬車前進(jìn)時,車的前后兩輪受到地面對它的摩擦力的方向
A.都向前 B.都向后
C.前輪向前,后輪向后 D.前輪向后 ,后輪向前
[解析] 人在自行車上蹬車前進(jìn)時,后輪與地面接觸處有相對于地面向后滑動的趨勢,故受到向前的靜摩擦力,這就是自行車前進(jìn)的動力.前輪有向前滑動的趨勢,故受到向后的摩擦力作用,選項D正確.
[答案] D
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