11.如图1-1-18所示,倾角为α的三角形滑块上放置一个质量为m的物体,它们一起以加速度a在水平面上向右做匀加速直线运动.对于m所受的摩擦力,下列叙述正确的有
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图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] 若物体不受摩擦力,则它只受重力mg和斜面的支持力FN,如图所示,由牛顿第二定律得
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mgtanα=ma
a=gtanα
若它们一起向右做加速运动的加速度a>gtanα,物体受的摩擦力沿斜面向下;若a<gtanα,物体所受的摩擦力沿斜面向上,故选项B正确.
[答案] B
10.如图1-1-17所示,位于斜面上的物块m在沿斜面向上的力F作用下,处于静止状态,则斜面作用于物块的静摩擦力
图1-1-17
①方向可能沿斜面向上 ②方向可能沿斜面向下
③大小可能为零 ④大小可能等于F
以上判断正确的是
A.只有①② B.只有③④ C.只有①②③ D.①②③④都正确
[解析] 当F=mgsinα时,摩擦力Fμ=0;当F>mgsinα时,Fμ沿斜面向下;当F<mgsinα时,Fμ沿斜面向上;当F=
mgsinα时,Fμ=
mgsinα,F=Fμ.
[答案] D
9.(2001年全国理综,18)如图1-1-16所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2.中间用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连结起来,木块与地面间的动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是
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图1-1-16
A.l+
m1g
B.l+
(m1+m2)g C.l-
m1g D.l+
(
)g
[解析] 两木块匀速滑动时,弹簧的弹力跟木块1所受的滑动摩擦力是一对平衡力 ,设弹簧伸长x,则
kx=μm1g x=
m1g
两木块间的距离为:l+x=l+
m1g,A选项正确.
[答案] A
8.如图1-1-15所示,质量为m的物体紧贴在竖直墙壁上,它与墙壁间动摩擦因数为μ,作用在物体上的力F与竖直方向成α角,物体A沿墙壁做匀速直线运动,A受到的摩擦力大小是
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图1-1-15
A.μFsinα B.μmg C.一定是mg-Fcosα D.一定是Fcosα-mg
[解析] A对竖直墙壁的压力为Fsinα,则A所受的滑动摩擦力大小一定为μFsinα,若A沿墙壁匀速上滑,由平衡条件得Fcosα=mg+Fμ1
则滑动摩擦力大小为Fμ1=Fcosα-mg.
若A沿墙壁匀速下滑,由平衡条件得Fcosα+Fμ2=mg
则滑动摩擦力大小为Fμ2=mg-Fcosα
[答案] A
7.(2001年全国高考,12)如图1-1-14所示,质量为m、横截面为直角三角形的物块ABC,∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直于斜面BC的推力.现物块静止不动,则摩擦力的大小为_______.
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图1-1-14
[解析] 物块ABC受到四个力的作用,受力如图所示,由平衡条件得
F=mg+Fsinα
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[答案] mg+Fsinα
6.如图1-1-13所示,一物体置于足够长的木板上.试分析将木板的一端由水平位置缓慢抬起至竖直的过程中,物体所摩擦力的变化情况.
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图1-1-13
[解析] 木板水平时,物体不受摩擦力作用,在木板的一端缓慢抬起的过程中,若物体相对木板静止,则它可看作处于平衡状态,由平衡条件得Fμ=mgsinθ,故随着木板倾角θ的增大,静摩擦力Fμ也随着增大.若木板倾角增大到一定角度,物体开始沿木板滑动,此后物体所受的滑动摩擦力大小为Fμ=μmgcosθ,随着θ的增大,滑动摩擦力减小,木板竖直时,Fμ=0.
[答案] 当物体相对木板静止时,在木板的一端缓慢抬起的过程中,物体所受的静摩擦力从零逐渐增大;当物体相对木板滑动时,则滑动摩擦力逐渐减小,木板竖直时,滑动摩擦力减小到零.
5.如图1-1-11,在水平桌面上放一木块,用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力.则木块所受到的摩擦力Fμ随拉力F变化的图象(图1-1-12),正确的是
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图1-1-11
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图1-1-12
[解析] 当木块不受拉力时(F=0),桌面对木块没有摩擦力(Fμ=0),当木块受到的水平拉力F较小时,木块仍保持静止,但出现向右运动的趋势,桌面对木块产生静摩擦力,其大小与F相等,方向相反,随着水平拉力F不断增大,木块向右运动的趋势增强,桌面对木块的静摩擦力也相应增大,直到水平拉力F足够大时,木块开始滑动,桌面对木块的静摩擦力达最大值Fμm,在这个过程中,由木块水平方向二力平衡条件知,桌面对木块的静摩擦力Fμ始终与拉力F等值反向,即随着F的增大而增大.
木块滑动后,桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力,它小于最大静摩擦力,并且,在木块继续滑动的过程中保持不变,故选项D正确.
[答案] D
4.如图1-1-10所示,质量为m的木块在置于桌面上的木板上滑行,木板静止,它的质量M=3m.已知木块与木板间、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ.则木板所受桌面的摩擦力大小为
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图1-1-10
A.μmg B.2μmg C.3μmg D.4μmg
[解析] 木块与木板间的滑动摩擦力大小为μmg,木块对木板的滑动摩擦力跟桌面对木板的静摩擦力是一对平衡力,故桌面对木板的静摩擦力大小为μmg,选项A正确.
[答案] A
3.如图1-1-9所示,重6 N的木块静止在倾角为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推木块,木块仍保持静止,则木块所受的摩擦力大小为
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图1-1-9
A.4 N B.3 N C.5 N D.6 N
[解析] 木块所受重力沿斜面的分力大小为mgsin30°=3 N,它与水平推力F的合力大小为5 N,木块所受的静摩擦力Fμ跟该合力是一对平衡力,故木块所受的静摩擦力大小为5 N,选项C正确.
[答案] C
2.人在自行车上蹬车前进时,车的前后两轮受到地面对它的摩擦力的方向
A.都向前 B.都向后
C.前轮向前,后轮向后 D.前轮向后 ,后轮向前
[解析] 人在自行车上蹬车前进时,后轮与地面接触处有相对于地面向后滑动的趋势,故受到向前的静摩擦力,这就是自行车前进的动力.前轮有向前滑动的趋势,故受到向后的摩擦力作用,选项D正确.
[答案] D
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