河北省张家口市高三物理专题练习（3）相互作用摩擦力.doc

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1、1相互作用 摩擦力1.如图所示,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离 x,同时车上的物体 A 相对车向左滑行 L,此过程中物体 A 受到的摩擦力方向以及该摩擦力的性质是（ ）A. 水平向左,阻力B. 水平向左,动力C. 水平向右,阻力D. 水平向右,动力【答案】D【解析】【详解】由于物体相对小车向左滑动，则受到小车向右的滑动摩擦力的作用，相对地面是向右运动的，即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同，所以是动力，故 D 正确，ABC错误。2.如图所示，水平粗糙地面上的物体被绕过光滑定滑轮的轻绳系着，现以大小恒定的拉力拉绳的另一端，使物体从 点由静止开始运动，若从 点运动至 点和从 点运

2、动至 点的C过程中拉力 做的功分别为 、 ，图中 ，且动摩擦因数处处相同，则在物体的运F W1 W2 AB=BC动过程中（ ）A. 摩擦力增大， W1W2B. 摩擦力减小， W1mg D. 不能确定【答案】A【解析】试题分析：物体 A 对垫板的压力均为 ，接触面上的摩擦力 ，由于物体 A 同时相对于垫板有两个方向的运动，所以接触面上的摩擦力与力 F 有一定的夹角，因此物体A 以速率 v2匀速运动时， ，故选项 A 正确考点：滑动摩擦力9.如图所示，轻弹簧的一端与物块 P 相连，另一端固定在木板上。先将木板水平放置，并使弹簧处于拉伸状态。缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块 P 刚要沿木

3、板向下滑动，在这个过程中，关于物块 P 所受静摩擦力的大小和使物体紧压斜面的力，说法正确的是A. 一直增大，一直增大B. 一直减小，一直增大C. 先减小后增大，一直减小9D. 先增大后减小，一直减小【答案】C【解析】设物块的重力为 G，木板与水平面的夹角为，弹簧的弹力大小为 F，静摩擦力大小为；由题，缓慢抬起木板的右端，使倾角逐渐增大，直至物块 P 刚要沿木板向下滑动的过程中，弹簧的拉力不变，物块 P 的重力沿木板向下的分力先小于弹簧的弹力，后大于弹簧的弹力，物块 P 所受的静摩擦力方向先木板向下，后沿木板向上；当物块 P 的重力沿木板向下的分力小于弹簧的弹力时，则有 ，增大时， F 不变，减

4、小；当物块 P 的重力沿木板向下的分力大于弹簧的弹力时，则有 ，增大时， F 不变，增大，所以物块 P 所受Gsin=f+F静摩擦力的大小先减小后增大；物块 P 对木板的压力等于重力的垂直分力 ，由于不断增大，故压力不断减小，故选项 C 正确，ABD 错误。点睛：本题要抓住弹簧的拉力没有变化，重力的分力是变力，先小于弹簧的弹力，后大于弹簧的弹力，根据平衡条件进行动态变化分析。10.如图所示，质量为 m 的物块，沿着半径为 R 的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为 v，若物体与球壳之间的摩擦因数为 ，则物体在最低点时，下列说法正确的是（ ）A. 受到向心

5、力为 mg+mv2RB. 受到的摩擦力为 C. 受到的摩擦力为 mgD. 受到的合力方向斜向左上方.【答案】D【解析】试题分析：在最低点，物体受到的向心力 ，故 A 错误根据牛顿第二定律得，Fn mv2R，则 ，摩擦力 ，故 B 错误，C 正确因为重力和Nmg mv2R10支持力的合力竖直向上，摩擦力水平向左，根据平行四边形定则知，物体所受的合力方向斜向左上方，故 D 正确故选 CD考点：牛顿第二定律；圆周运动【名师点睛】解决本题的关键确定物体做圆周运动向心力的来源，根据牛顿第二定律求出小球所受的支持力，根据滑动摩擦力公式求出摩擦力的大小，从而确定合力的大致方向；此题难度不大.11.A、 B、

6、 C 三物块的质量分别为 M、 m 和 m0，按如下图所示连接绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计若 B 随 A 一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定( )A. 物块 A 与桌面之间有摩擦力，大小为 m0gB. 物块 A 与 B 之间有摩擦力，大小为 m0gC. 桌面对 A、 B 对 A 都有摩擦力，两者方向相同，合力为 m0gD. 桌面对 A、 B 对 A 都有摩擦力，两者方向相反，合力为 m0g【答案】A【解析】试题分析：对整体受力分析可知，整体受 C 的拉力、重力、支持力，要使整体做匀速直线运动，M 应受到桌面对其向左的摩擦力，大小与绳子的拉力相同，A 正确；对 m 分析

7、，因 m受重力、支持力；因 m 水平方向不受外力，故 m 不会受到 M 对 m 的摩擦力，故 AB 间没有摩擦力，故 BCD 错误；故选 A.考点：物体的平衡；摩擦力【名师点睛】此题是关于物体的平衡问题，所用的方法是整体和隔离的结合，整体法与隔离法是受力分析中常用方法之一，应灵活应用；同时要注意受力分析要结合物体的运动状态同时进行分析，例如匀速直线运动合外力等于零.12. 如图所示，质量为 m 的木块放在粗糙的水平地面上，木块与地面间的动摩擦因数为0.5，水平推力 F 作用于木块上，但未把木块推动，则在四个选项中反映木块受到的静摩擦力 f 随水平推力 F 变化的关系图线是（ ）11A. B.

8、C. D. 【答案】A【解析】试题分析：水平推力 F 作用于木块上，但未把木块推动，说明此时木块受静摩擦力作用且，只有 A 正确。考点：静摩擦力和最大静摩擦力；滑动摩擦力【名师点睛】水平推力 F 作用于木块上，但未把木块推动，说明此时木块受静摩擦力作用，根据平衡条件即可求解；解决本题要抓住未把木块推动，物体处于平衡状态，静摩擦力等于推力。13.如图甲所示， A、 B 两物体叠放在光滑水平面上，对 B 物体施加一水平变力 F， F t 关系图象如图 8 乙所示两物体在变力 F 作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则 ( )A. t 时刻，两物体之间的摩擦力最大B. t 时刻，两物体的速度方向开

9、始改变C. t2 t 时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大D. 02 t 时间内，物体 A 所受的摩擦力方向始终与变力 F 的方向相同【答案】CD【解析】t 时刻 F0， A、 B 的加速度为零，因此两物体速度方向不变，且 A、 B 间的摩擦力为零，可见选项 A、B 错 t2 t 时间内， A、 B 系统的加速度逐渐增大，以 A 为研究对象， A 受到的摩擦力应逐渐增大； A 的加速度由其受到的摩擦力提供，因此 A 受到摩擦力与 A、 B 加速度同向，即与 F 同向，可见选项 C、D 正确14.如图所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球 A 和物块 B，跨过固定于斜面体顶端12的小滑轮 O，倾

10、角为 30的斜面体置于水平地面上A 的质量为 m，B 的质量为 4m开始时，用手托住 A，使 OA 段绳恰处于水平伸直状态（绳中无拉力） ，OB 绳平行于斜面，此时 B 静止不动将 A 由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是：（ ）A. 物块 B 受到的摩擦力一直减小B. 地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C. 小球 A 向下运动过程中，B 沿斜面向上滑动D. 小球 A 的机械能不守恒，A、B 系统的机械能守恒【答案】B【解析】【详解】小球 A 摆下过程，只有重力做功，机械能守恒，有 mgL= mv2，在最低点，有 F-12mg=m ，解得 F=3mg。再对物体 B

11、受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，重力的下滑分量为 Fx=（4m）gsin30=2mg，故静摩擦力先减小，当拉力大于 2mg 后反向变大。故 A 错误。对物体 B 和斜面体整体受力分析，由于 A 球向左下方拉物体 B 和斜面体整体，故一定受到地面对其向右的静摩擦力。故 B 正确。小球下摆过程中，拉力 F 由零逐渐变大到大于重力 G；当 Fmgsin30时，物块 B 受到的静摩擦力沿斜面向上且不断变小；当F=mgsin30时，物块 B 受到的静摩擦力为零；当 Fmgsin30时，物块 B 受到的静摩擦力沿斜面向下且不断变大；小球 A 向下运动过程中，B 不滑动，故 C 错误；小球 A 摆

12、下过程，只有重力做功，机械能守恒。也可以是 A、B 系统的机械能守恒，故 D 错误。故选 B。【点睛】本题关键是先根据机械能守恒求出小球 A 最低点速度，再根据向心力公式得出球对细线的拉力，最后对滑块 B 受力分析后根据共点力平衡条件判断静摩擦力变化情况；同时要注意研究对象的灵活选择15.光滑水平桌面上放置一长木板 ，长木板上表面粗糙，上面放置一小铁块 ，现有一水平向右的恒力 F 作用于铁块上，以下判断正确的是 13A. 铁块与长木板都向右运动，且两者一定保持相对静止B. 若水平力足够大，铁块与长木板间有可能发生相对滑动C. 若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间有可

13、能发生相对滑动D. 若两者保持相对静止，运动一段时间后，拉力突然反向，铁块与长木板间仍将保持相对静止【答案】BD【解析】试题分析：当两者保持相对静止时，具有相同的加速度，小铁块与木板之间的摩擦力为静摩擦力，一旦摩擦力达到最大静摩擦力，两者将发生相对滑动解：A、设木板的质量为 M，小铁块的质量为 m，它们之间的最大静摩擦力为 f，根据牛顿第二定律知，当两者的加速度 a= 时，即 F=（m+M）a= ，则 F 时，两者发生相对滑动故 A 错误，B 正确C、若两者保持相对静止，知两者之间的摩擦力小于最大静摩擦力，拉力反向，则整体加速度反向，此时两者摩擦力的大小不变，方向改变，仍然保持相对静止故 C

14、错误，D 正确故选 BD【点评】解决本题的关键能够正确地受力分析，运用牛顿第二定律求解，注意整体法和隔离法的运用16.如图所示，轨道 NO 和 OM 底端对接且 ，小环自 N 点由静止滑下再滑上 OM已知小环在轨道 NO 下滑的距离小于在轨道 OM 上滑的距离，忽略小环经过 O 点时的机械能损失，轨道各处的动摩擦因数相同若用 F、f、v 和 E 分别表示小环所受的合力、摩擦力、速度和机械能，这四个物理量的大小随环运动路程 x 的变化关系如图其中能正确反映小环自N 点到右侧最高点运动过程的是14【答案】AB【解析】试题分析：小球下滑和上滑过程中都是做匀变速直线运动，故上滑和下滑过程中根据匀变速直

15、线运动的平均速度公式知加速和减速过程中平均速度大小相等 ，由于下滑距离小于上滑距离，故小环下滑时间小于小环上滑时间，又由于下滑和上滑过程中速度变化的大小相同，则加速度大小 知，小环下滑时的加速度大，根据牛顿第二定律知小环在下滑时所受合外力大于小环在上滑时所受合外力，故 A 正确如图：小环在杆上受重力、支持力和滑动摩擦力作用，由题意知 f=N=mgcos，因为，所以下滑时的摩擦力小于上滑时的摩擦力，故 B 正确；小环下滑时做初速度为 0的匀加速运动，位移与速度关系满足 v2=2ax 得： 速度与位移的平方根成正比，故 C 错误；除重力和弹力外其它力做的功等于小环机械能的变化，故小球下滑时的机械能

16、等于 E=E0-fx，由于下滑时摩擦力摩擦力小于上滑时摩擦力，下滑时图象的斜率小于上滑时的图象斜率，故 D 错误故选 AB.考点：牛顿第二定律；机械能守恒定律【名师点睛】此题是牛顿第二定律的应用以及机械能守恒定律的问题；本题关键是通过对小环进行受力分析，根据牛顿第二定律确定小环的受力情况和运动情况，知道除重力外其它力做功与机械能变化的关系；此题考查学生利用图线反映那个物理规律的能力.17.如图所示，小球被轻质细绳系住斜吊着放在静止的光滑斜面上，设小球质量为 m，斜面倾角 =30，细绳与竖直方向夹角 =30，斜面体的质量 M=3m，置于粗糙水平面上求：15（1）当斜面体静止时，细绳对小球拉力的大

17、小？（2）地面对斜面体的摩擦力的大小和方向？（3）若地面对斜面体的最大静摩擦力等于地面对斜面体支持力的 k 倍，为了使整个系统始终处于静止状态，k 值必须满足什么条件？【答案】 （1） （2） 方向水平向左 （3）63mg k321【解析】试题分析：（1）选小球为研究对象，受力分析并合成如图：由平衡条件：F=mg 由平面几何知识可得：N 与 F夹角为 30，T 与 F夹角也为 30，故画出的平行四边形为菱形，连接对角线便可找出直角三角形：由：cos30= 得：T=（2） 、 （3）选小球和斜面组成的系统为研究对象，受力分析如图，由平衡条件得：N+Tcos30=（M+m）g16解得：N=（M+m）g- =Mg+ =35mg水平方向上：f=Nsin30= ，方向水平向左为了使整个系统始终处于静止状态，则最大静摩擦力 fmaxf所以 kNf 解得：k考点：考查了共点力平衡条件的应用于【名师点睛】本题是力平衡问题，关键是分析物体的受力情况，根据平衡条件并结合正交分解法列方程求解利用正交分解方法解体的一般步骤：明确研究对象；进行受力分析；建立直角坐标系，建立坐标系的原则是让尽可能多的力落在坐标轴上，将不在坐标轴上的力正交分解；x 方向，y 方向分别列平衡方程求解