2021高考物理新高考版一轮习题：第二章 微专题9 摩擦力的有无、方向及大小的分析方法 Word版含解析

2021高考物理新高考版一轮习题：第二章 微专题9 摩擦力的有无、方向及大小的分析方法 Word版含解析

‎1．摩擦力方向是“该接触面两侧物体”间的相对运动或相对运动趋势方向相反，而不一定是物体运动的反方向．‎ ‎2．静摩擦力的大小与接触面间的弹力大小无关，与与之平衡的外力和物体运动状态有关；滑动摩擦力的大小与接触面间的弹力大小有关，而与拉力(或其他外力)及运状态无关．‎ ‎3．求解摩擦力大小时一定要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，还要注意它们之间可能的转换(突变)．‎ ‎1．(2019·江苏泰州市联考)大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯．小王同学经过调查研究发现，不同商场或超市中的自动扶梯是不一样的，可以分为两大类，一种有台阶，另一种无台阶，两种自动扶梯分别如图1所示．此外，小王同学还发现，为了节约能源，在没有顾客乘行时，这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行，当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行．则电梯在运送顾客上楼的整个过程中(　　)‎ 图1‎ A．图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用 B．图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用 C．图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下 D．图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下 ‎2．(2019·河北石家庄市联考)如图2所示，物块M在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针(图中箭头所示)转动起来，则传送带转动后，下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A．M受到的摩擦力不变 B．M受到的摩擦力变大 C．M可能减速下滑 D．M可能减速上滑 ‎3．(2020·青海西宁市质检)如图3所示，杂技节目《激情爬竿》在春晚受到观众的好评．当杂技演员用双手握住固定在竖直方向的竿匀速攀上和匀速下滑时，他所受的摩擦力分别是Ff1和Ff2，那么(　　)‎ 图3‎ A．Ff1向下，Ff2向上，且Ff1＝Ff2‎ B．Ff1向下，Ff2向上，且Ff1＞Ff2‎ C．Ff1向上，Ff2向上，且Ff1＝Ff2‎ D．Ff1向上，Ff2向下，且Ff1＝Ff2‎ ‎4．(2019·江苏扬州市5月考前调研)如图4所示，重力为6 N的木块静止在倾角θ＝30°的斜面上，若用平行于斜面沿水平方向、大小等于4 N的力推木块，木块仍能保持静止，则木块所受摩擦力大小是(　　)‎ 图4‎ A．3 N B．4 N C．5 N D．6 N ‎5．(2019·江苏扬州市第一学期期末)如图5所示，长为3L的木板从光滑水平面上滑上长为5L的粗糙桌面，停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L，则该过程中，木板所受摩擦力Ff与位移x的关系图线是(　　)‎ 图5‎ ‎6．(多选)(2020·河南安阳市联考)如图6甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连拉力传感器和物体A的细绳保持水平．从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B的物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．据此可求(　　)‎ 图6‎ A．A、B之间的最大静摩擦力 B．水平面与B之间的滑动摩擦力 C．A、B之间的动摩擦因数μAB D．B与水平面间的动摩擦因数μ ‎7.(2020·山东枣庄三中质检)如图7所示，物体A、B叠放在物体C上，C置于水平地面上，水平力F作用于B，使A、B、C一起匀速向右运动，各接触面间摩擦力的情况是(　　)‎ 图7‎ A．B对C有向左的摩擦力 B．C对A有向右的摩擦力 C．物体C受到三个摩擦力作用 D．C对地面有向右的摩擦力 ‎8．(多选)如图8所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力FT的作用而向右滑行，木板处于静止状态．已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力．下列说法正确的是(　　)‎ 图8‎ A．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg B．木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m＋M)g C．当FT>μ2(m＋M)g时，木板便会开始运动 D．无论怎样改变FT的大小，木板都不可能运动 ‎9．(2019·广东肇庆市第二次统一检测)如图9所示，质量分别为mA和mB的物体A、B用细绳连接后跨过滑轮，A静止在倾角为45°的斜面上，B悬挂着．已知mA＝2mB，不计滑轮摩擦，现将斜面倾角由45°增大到50°，系统仍保持静止．下列说法中正确的是(　　)‎ 图9‎ A．绳子对A的拉力将增大 B．物体A对斜面的压力将增大 C．物体A受到的静摩擦力增大 D．物体A受到的静摩擦力减小 ‎10．(多选)如图10所示，物体A和B相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则(　　)‎ 图10‎ A．A、B间无摩擦力的作用 B．B受到滑动摩擦力的大小为(mA＋mB)gsin θ C．B受到的静摩擦力的大小为mAgsin θ D．取走A物体后，B物体将匀加速下滑 ‎11．(2020·河北唐山市模拟)如图11所示，长木板A与物体B叠放在水平地面上，物体与木板左端立柱间放置轻质弹簧，在水平外力F作用下，木板和物体都静止不动，弹簧处于压缩状态．将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，在此过程中(　　)‎ 图11‎ A．弹簧弹力逐渐减小 B．物体B所受静摩擦力逐渐减小 C．物体B所受静摩擦力始终向左 D．长木板A受到地面的静摩擦力逐渐减小 ‎12．长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图12所示，木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角α变大)，另一端不动，则木块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图象是选项图中的(　　)‎ 图12‎ ‎13．(多选)(2019·湖南长郡中学周测)某缓冲装置的理想模型如图13所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力不变．轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作．一小车若以速度v0撞击弹簧，已知装置可安全工作，轻杆与槽间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ff0，且不计小车与地面的摩擦，弹簧始终处于弹性限度内．从小车与弹簧刚接触时开始计时到小车离开弹簧这段时间内，轻杆所受的摩擦力Ff随时间t变化的Ff－t图象可能是(　　)‎ 图13‎ ‎14.(2019·安徽师大附中模拟)如图14所示，一长方形木板放置在水平地面上，在长方形木板的上方有一条状竖直挡板，挡板的两端固定于水平地面上，挡板与木板不接触．现使一个方形物块在木板上沿挡板以速度v运动，同时长方形木板以大小相等的速度向左运动，木板的运动方向与竖直挡板垂直，已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1、μ2，物块的质量为m，重力加速度为g，则竖直挡板对物块的摩擦力大小为(　　)‎ 图14‎ A．0 B.μ1μ2mg C.μ1μ2mg D.μ1μ2mg 答案精析 ‎1．A　[乘客在无台阶的电梯上运动时，在加速和匀速阶段，都受到重力、支持力和静摩擦力．匀速阶段乘客对扶梯的作用力竖直向下，在加速阶段偏离竖直方向．乘客在有台阶的电梯上运动时，加速阶段受到重力、支持力和静摩擦力，乘客对扶梯的作用力偏离竖直方向；匀速阶段受到重力与支持力，乘客对扶梯的作用力竖直向下．综上分析，A正确．]‎ ‎2．A　[根据滑动摩擦力的公式Ff＝μFN可知，传送带突然顺时针转动并不会影响动摩擦因数和物块对传送带的压力，所以滑动摩擦力大小不变，方向仍沿传送带向上，物块所受重力、支持力和摩擦力的合力仍为零，故仍匀速下滑，选项A正确．]‎ ‎3．C　[匀速攀上时，杂技演员所受重力与静摩擦力平衡，由平衡条件可知Ff1＝G，方向竖直向上；匀速下滑时，其重力与滑动摩擦力平衡，则Ff2＝G，方向竖直向上，所以Ff1＝Ff2，故选项A、B、D错误，C正确．]‎ ‎4．C　[对木块受力分析，受推力F、重力G、支持力FN和静摩擦力Ff，将重力按照效果分解为沿斜面向下的分力F′＝Gsin θ＝3 N和垂直斜面向下的分力Gcos θ＝3 N，在与斜面平行的平面内，如图：‎ 摩擦力大小Ff＝＝ N＝5 N．]‎ ‎5．D　[木板运动的前3L距离内，木板对桌面的压力随x均匀增大，根据Ff＝μFN，摩擦力随x均匀增大；木板全部滑上桌面后到木板右端离开桌面边缘距离为L，木板对桌面的压力不随x而变化，即摩擦力不变，故选项D正确．]‎ ‎6．AB　[当B被拉动后力传感器才有示数，地面对B的最大静摩擦力为Ffm＝kt1，A、B相对滑动后力传感器的示数保持不变，则FfAB＝kt2－Ffm＝k(t2－t1)，故A、B正确；由于A、B的质量未知，则μAB和μ不能求出，故C、D错误．]‎ ‎7．D　[三个物体都做匀速直线运动，所受合外力均为零，以B为研究对象，B水平方向受到向右的拉力F作用，根据平衡条件可知，C对B有向左的静摩擦力，根据牛顿第三定律可知，B对C有向右的静摩擦力作用，A错误；C对A没有摩擦力作用，否则A受力不平衡，不可能做匀速直线运动，则A对C也没有摩擦力作用，B错误；以整体为研究对象，由平衡条件可知，地面对C有向左的滑动摩擦力作用，则根据牛顿第三定律可知，C对地面有向右的滑动摩擦力作用，故C受到两个摩擦力作用，C错误，D正确．]‎ ‎8．AD ‎9．C　[设mA＝2mB＝2m，对物体B受力分析，受重力和拉力，由二力平衡得到：FT＝mg ‎；再对物体A受力分析，受重力、支持力、拉力和静摩擦力，如图，‎ 根据平衡条件得到：Ff＋FT－2mgsin θ＝0，FN－2mgcos θ＝0，解得：Ff＝2mgsin θ－FT＝2mgsin θ－mg，FN＝2mgcos θ，当θ由45°增大到50°时，FT不变，Ff增大，FN减小，故C正确，A、B、D错误．]‎ ‎10．BC ‎11．D　[将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，则弹簧的长度不变，弹力不变，选项A错误；对物体B，因开始时所受的静摩擦力的方向不确定，则有F弹＝F±Ff，则随F的减小，物体B所受摩擦力大小和方向都不能确定，选项B、C错误；对A、B组成的整体，水平方向力F与地面对A的静摩擦力平衡，则随F的减小，长木板A受到地面的静摩擦力逐渐减小，选项D正确．]‎ ‎12．C　[开始时，α＝0，F静＝0；木板缓慢竖起时，物体相对木板静止，所受的是静摩擦力，由平衡关系可知，静摩擦力大小等于物体重力沿斜面向下的分力：F静＝mgsin α，因此，静摩擦力随α的增大而增大，它们呈正弦规律变化，图线为正弦函数图线，在物体刚好要滑动而没滑动时，F静达到最大值；α继续增大，物体将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：F静m>F滑；开始滑动后，F滑＝μmgcos α，因此，滑动摩擦力随α的增大而减小，呈余弦规律变化，图线为余弦函数图线；最后，α＝，F滑＝0.综上分析可知：C正确．]‎ ‎13．AC　[若v0较小，当小车与弹簧接触时开始做加速度增大的减速运动，当小车速度减为零，轻杆仍未动，然后小车反向加速运动，这个过程中轻杆受到的弹力等于槽给的摩擦力，即先增大后减小，但小于滑动摩擦力，故A正确；若v0较大，当小车与弹簧接触时开始做加速度增大的减速运动，这个过程中，杆受到的是静摩擦力，随弹力增大而增大，当小车的速度减到一定程度时，弹簧对轻杆的弹力大于槽给轻杆的滑动摩擦力，则杆开始运动，运动过程中受到的是滑动摩擦力，恒定不变，小车速度减小到零后，反向加速，弹簧的弹力在减小，小于滑动摩擦力之后，杆开始减速直到静止，之后杆受到的静摩擦力随弹力的减小而减小，故C正确．]‎ ‎14．B　[因物块沿挡板运动的速度的大小等于木板运动的速度大小，故物块相对木板的速度方向与挡板成45°角，如图所示，‎ 物块受木板的摩擦力为Ff2＝μ2mg，其方向与挡板成45°角，则物块与挡板之间的正压力FN＝μ2mgcos 45°＝μ2mg，挡板对物块的摩擦力大小为Ff1＝μ1FN＝μ1μ2mg，故B正确．]‎