1、第二章相互作用考纲要求考情统计20192018年2017年1.滑动摩擦力、动摩擦因数、静摩擦力课标T19:连接体中力的动态分析课标T16:受力分析中临界、极值问题课标T16:共点力平衡的应用课标T15:对弹簧中胡克定律的应用课标T22:测量弹簧的劲度系数课标T21:力的动态平衡课标T16:对受力分析、共点力平衡的考查课标T17:对胡克定律和共点力平衡的应用2.形变、弹性、胡克定律3.矢量和标量4.力的合成和分解5.共点力的平衡实验二:探究弹力和弹簧伸长的关系实验三:验证力的平行四边形定则备考题型要点:结合物体的平衡条件考查弹力、摩擦力;静摩擦力和滑动摩擦力的突变;整体法和隔离法的应用;静态平衡
2、和动态平衡问题;力的平衡中的临界极值问题第1讲重力弹力摩擦力一、重力、弹力1.重力(1)产生:由于地球的吸引而使物体受到的力。(2)大小:G=mg。(3)方向:总是 竖直向下 。(4)重心:因为物体的各部分都受到重力的作用,从效果上看,可以认为各部分受到的重力作用集中于一点,这一点叫做物体的重心。2.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要 恢复原状 ,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫做弹力。(2)产生的条件:a.两物体 相互接触 ;b.发生 弹性形变 。(3)方向:与物体形变方向 相反 。3.胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成 正比
3、。(2)表达式:F=kx。式中的k是弹簧的 劲度系数 ,单位符号为N/m;k的大小由弹簧 自身性质 决定。x是弹簧长度的 变化量 ,不是弹簧形变以后的长度。二、摩擦力1.两种摩擦力的对比静摩擦力滑动摩擦力定义两个具有 相对运动趋势 的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力两个具有 相对运动 的物体间在接触面上产生的阻碍 相对运动 的力产生条件(必要条件)(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有 相对运动趋势 (仍保持相对静止)(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有 相对运动 大小(1)静摩擦力的大小,与正压力无关,满足 0FfFfmax ;(2)最大静摩擦力F
4、fmax的大小与正压力大小 有关 滑动摩擦力的大小与正压力成正比,即Ff=FN(为动摩擦因数,取决于接触面的 材料 及粗糙程度,FN为正压力)方向沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向 相反 沿着接触面,并且跟物体的相对运动的方向 相反 2.动摩擦因数定义:彼此接触的物体发生 相对运动 时,摩擦力和正压力的比值,即=FfFN。1.判断下列说法对错。(1)只要物体发生形变就会产生弹力作用。()(2)物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反。()(3)轻绳、轻杆的弹力方向一定沿绳、杆的方向。()(4)滑动摩擦力的方向不可能与物体运动方向相同。()(5)滑动摩擦力的大小与物体运动的速度无关,与接触
5、面的面积大小也无关。()(6)运动的物体也可能受到静摩擦力的作用。()2.如图所示,在一个正方体的盒子中放有一个质量分布均匀的小球,小球的直径恰好和盒子内表面正方体的棱长相等,盒子沿倾角为的固定斜面滑动,不计一切摩擦,下列说法中正确的是()A.无论盒子沿斜面自由上滑还是下滑,球都仅对盒子的下底面有压力B.盒子沿斜面自由下滑时,球对盒子的下底面和右侧面有压力C.盒子沿斜面自由下滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力D.盒子沿斜面自由上滑时,球对盒子的下底面和左侧面有压力2.答案A3.如图,两个弹簧的质量不计,劲度系数分别为k1、k2,它们一端固定在质量为m的物体上,另一端分别固定在Q、P处,当物体
6、平衡时上面的弹簧处于原长。若把固定的物体换为质量为2m的物体(弹簧的长度不变,且均在弹性限度内),当物体再次平衡时,物体比第一次平衡时的位置下降了x,重力加速度为g,则x为()A.mgk1+k2B.k1k2mg(k1+k2)C.2mgk1+k2D.k1k22mg(k1+k2)3.答案A考点一弹力的判断和计算1.弹力有无的判断条件法根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。此方法多用来判断形变较明显的情况假设法对于形变不明显的情况,可假设两个物体间弹力不存在,看物体能否保持原有的状态,若物体的运动状态不变,则此处不存在弹力,若物体的运动状态改变,则此处一定有弹力状态法根据物体的运动状
7、态,利用牛顿第二定律或共点力平衡条件判断弹力是否存在2.弹力方向的判断(1)五种常见模型中弹力的方向(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律确定弹力的方向。3.弹力大小计算的三种方法(1)根据胡克定律进行求解。(2)根据力的平衡条件进行求解。(3)根据牛顿第二定律进行求解。例1(多选)如图所示,质量m=1.8 kg的小球以图中O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,当小球运动至最高点A点时速度vA=2 m/s,已知杆长L=0.9 m,B点为运动轨迹的最低点,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则()A.在A点,杆对小球的作用力为拉力B.在A点,杆对小球的作用力为支持力C.在B点,杆的拉力T=98 N
8、D.在B点,杆的拉力T=62 N答案BC在A点,若只有重力提供向心力,即mg=mv2L,可求得v=3 m/s,由于小球的实际速度为2 m/s,所以杆对小球的作用力为支持力,方向向上,A错,B对;从A到B,由动能定理可得2mgL=mvB22-mvA22,在B点,由牛顿第二定律有T-mg=mvB2R,联立解得T=98 N,C对,D错。考向1弹力的有无及方向判断1.如图所示,小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球。当小车和小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是()A.细绳一定对小球有拉力的作用B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但
9、是轻弹簧对小球一定有弹力的作用D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力的作用答案D若小球与小车一起匀速运动,则细绳对小球无拉力;若小球与小车有向右的加速度a=g tan ,则轻弹簧对小球无弹力。D正确。考向2轻绳模型中的“死结”和“活结”问题2.(多选)如图所示,用滑轮将质量为m1、m2的两物体悬挂起来,忽略滑轮和绳的重力及一切摩擦,使得0120时,m1m2;当120时,m1mNg时,初始时M受到的摩擦力方向沿斜面向上,这时随着对物块N的缓慢拉动,细绳的拉力T逐渐增大,物块M所受的摩擦力先向上逐渐减小,然后可能再向下逐渐增大,故C错误,D正确。考向1摩擦力有无判断1.如图所
10、示,水平推力F作用在木块B上使得木块A、B保持相对静止一起向前做匀加速直线运动,地面粗糙,则下列说法正确的是()A.木块A不受摩擦力B.木块A对B的摩擦力方向向右C.若A、B一起向前做匀速直线运动,则A、B间不存在摩擦力D.若A、B一起向前做匀速直线运动,则木块A受到三个力的作用答案C由题意,A、B的运动状态为匀加速直线运动,A受力情况较简单,对于A,假设A、B间无摩擦力,则A只受重力和支持力,合力为0,与运动状态不对应,所以假设不正确,即A、B间存在摩擦力,且B对A的摩擦力方向向右,则A对B的摩擦力方向向左,故A、B错;若A、B做匀速直线运动,则假设正确,C对,D错。考向2滑动摩擦力分析与计
11、算2.(2017课标,16,6分)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动。若保持F的大小不变,而方向与水平面成60角,物块也恰好做匀速直线运动。物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2-3B.36C.33D.32答案C物块在水平力F作用下做匀速直线运动,其受力如图甲所示甲乙由平衡条件得F=f、FN=mg而f=FN=mg则F=mg当F的方向与水平面成60角时,其受力如图乙由平衡条件得F cos 60=f1f1=FN1=(mg-F sin 60)联立解得=33,选项C正确。考向3静摩擦力分析与计算3.一横截面为直角三角形的木块按如图所示方式放置,质量均为m的A、B两物体用轻质弹簧相连
12、放在倾角为30的直角边上,物体C放在倾角为60的直角边上,B与C之间用跨过定滑轮的轻质细线连接,A、C的质量比为34,整个装置处于静止状态。已知物体A、B与斜面间的动摩擦因数相同(1)且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧弹力大小为mg,C与斜面间无摩擦,则()A.物体A、B均受到摩擦力作用且受到的摩擦力等大反向B.物体A所受摩擦力大小为12mg,物体B不受摩擦力作用C.弹簧处于拉伸状态,A、B两物体所受摩擦力大小均为12mg,方向均沿斜面向下D.剪断弹簧瞬间,物体A一定加速下滑答案C对A分析:重力沿斜面向下的分力为12mg,静摩擦力FfAmg cos 30F弹+mg sin 30。所以B所受摩擦
13、力沿斜面向下,如图乙所示,FfB=F-F弹-mg sin 30=12mg,故A、B错误,C正确;剪断弹簧,A受摩擦力向上,且满足FfA=12mg,故A仍处于静止状态,D错误。方法技巧1.判断摩擦力方向时应注意的两个问题(1)静摩擦力的方向与物体的运动方向没有必然关系,可能相同,也可能相反,还可能成一定的夹角。(2)分析摩擦力方向时,要注意静摩擦力方向的“可变性”和滑动摩擦力方向的“相对性”,考虑不同方向时的两种情况。2.计算摩擦力大小的三点注意(1)分清摩擦力的性质:静摩擦力或滑动摩擦力。(2)只有滑动摩擦力才能用计算公式Ff=FN计算大小,注意动摩擦因数,其大小与接触面的材料及其粗糙程度有关
14、,FN为两接触面间的正压力,不一定等于物体的重力。静摩擦力通常只能用平衡条件或牛顿运动定律来求解。(3)滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面积的大小无关。考点三摩擦力的“突变”问题当物体的受力情况发生变化时,摩擦力的大小和方向往往会发生变化,有可能导致静摩擦力和滑动摩擦力之间的相互转化。常见的摩擦力突变模型如下:分类“静静”突变“静动”突变“动静”突变“动动”突变案例图示在水平力F作用下物体静止于斜面上,F突然增大时物体仍静止,则物体所受静摩擦力的大小或方向将“突变”物体放在粗糙水平面上,作用在物体上的水平力F从零逐渐增大,当物体开始滑动时,物体受水平面的摩擦力由静摩擦力“突变”为滑
15、动摩擦力滑块以v0冲上斜面做减速运动,当到达某位置时速度减为零而后静止在斜面上,滑动摩擦力“突变”为静摩擦力水平传送带的速度v1滑块的速度v2,滑块受滑动摩擦力方向水平向右,当传送带突然被卡住时,滑块受到的滑动摩擦力方向“突变”为向左例3长直木板上表面的一端放有一铁块,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角变大),另一端不动,如图所示,则铁块受到的摩擦力Ff随角度的变化图像可能正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()【审题指导】找到铁块摩擦力的突变“临界点”是解答此题的关键。答案C设木板与水平面间的夹角增大到时,铁块开始滑动,显然当时,铁块与木板相对静止,由力的平衡条件可知,铁块
16、受到的静摩擦力的大小为Ff=mg sin ;当时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力,设动摩擦因数为,由滑动摩擦力公式得铁块受到的摩擦力为Ff=mg cos 。通过上述分析可知C正确。考向1“静静”突变1.(多选)如图所示,有一倾角=30的斜面B,质量为M,一质量为m的物体A静止在B上,现用水平力F推物体A,F的大小为32mg,A和B始终保持静止,则()A.物体A有沿斜面向上运动的趋势B.物体A有沿斜面向下运动的趋势C.物体A所受摩擦力的方向沿斜面向下D.若逐渐减小推力F至0,此过程中物体A所受摩擦力的方向不变答案AC作出物体A除摩擦力以外的力的受力示意图,建立如图所示的直角坐标系,重力与推力F在
17、x轴上的合力F合=F cos -mg sin =mg2,方向沿斜面向上,所以物体A有沿斜面上滑的趋势,A对,B错;物体A所受摩擦力的方向沿斜面向下,C对;减小推力F,重力与F在x轴上的合力先减小为0,此过程中合力方向向上,继续减小F,合力方向将变为向下,摩擦力的方向将发生突变,由之前的向下变成向上,D错。考向2“静动”突变或“动静”突变2.如图所示,斜面固定在地面上,倾角为37(sin 37=0.6,cos 37=0.8)。质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上自由滑行(斜面足够长,该滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8),则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图像是下图中的(取初速度v0
18、的方向为正方向,g=10 m/s2)()答案B滑块上滑过程中受到滑动摩擦力作用,由F=FN和FN=mg cos 联立得F= 6.4 N,方向沿斜面向下。当滑块的速度减为零后,由于重力的分力mg sin mg cos ,滑块不动,滑块受的摩擦力为静摩擦力,由平衡条件得F=mg sin ,代入数据可得F=6 N,方向沿斜面向上,故选项B正确。考向3“动动”突变3.传送带以恒定的速率v=10 m/s运动,已知它与水平面成=37,如图所示,PQ的长度L=16 m,将一个小物体无初速度地放在P点,小物体与传送带间的动摩擦因数为=0.5。已知g=10 m/s2,sin 37=0.6,cos 37=0.8。
19、当传送带逆时针转动时,小物体运动到Q点的时间为多少?答案见解析解析当传送带逆时针转动时,对物体受力分析,物体受重力mg、支持力N和摩擦力f(方向沿传送带向下)则由牛顿第二定律有:mg sin +mg cos =ma1代入数据解得a1=10 m/s2(方向沿传送带向下)故当经过时间t1=va1=1 s后,物体的速度与传送带相同。此时物体运动了s=12a1t12=5 m,则在此后的过程中摩擦力f的方向沿传送带向上则由牛顿第二定律有mg sin -mg cos =ma2代入数据解得a2=2 m/s2(方向沿传送带向下)由运动学公式得L-s=vt2+12a2t22解得t2=1 s(另一个解舍去)综上所
20、述用时为t总=t1+t2=2 s摩擦力方向的判定摩擦力方向与运动方向的三类关系摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势方向相反,但与物体的实际运动方向可能相同、可能相反、也可能不共线。1.摩擦力方向与运动方向相同1.(多选)如图所示,皮带运输机将物体匀速送往高处,下列结论正确的是()A.物体受到与运动方向相同的摩擦力作用B.传送的速度越大,物体受到的摩擦力越大C.物体所受的摩擦力与传送的速度无关D.物体受到的静摩擦力为物体随皮带上升的动力答案ACD物体随皮带一起上升的过程中,物体具有相对于皮带下滑的趋势,受到沿皮带向上的静摩擦力作用,是使物体向上运动的动力,其大小等于物体重力沿皮带向下的分
21、力,与传送的速度大小无关,故A、C、D正确,B错误。2.摩擦力方向与运动方向相反2.(多选)为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:用一根弹簧将木块压在墙上,同时在木块上有一个向下的拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动),如图所示。现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G,则以下结论正确的是()A.木块受到竖直向下的滑动摩擦力B.木块所受的滑动摩擦力阻碍木块下滑C.木块与墙壁之间的动摩擦因数为F2F1D.木块与墙壁之间的动摩擦因数为F2+GF1答案BD木块相对于竖直墙壁下滑,受到竖直向上的滑动摩擦力,阻碍木块下滑,A错误,B正确。分析木块
22、受力如图所示,由平衡条件可得FN=F1,Ff=G+F2,又Ff=FN,联立解得=G+F2F1,故C错误,D正确。3.摩擦力方向与运动方向不共线3.(多选)(2020山西太原模拟)如图所示,质量为m的长方体物块放在水平放置的钢板C上,物块与钢板间的动摩擦因数为,由于光滑固定导槽A、B的控制,该物块只能沿水平导槽运动。现使钢板以速度v1向右匀速运动,同时用水平力F拉动物块使其以速度v2(v2的方向与v1的方向垂直,沿y轴正方向)沿槽匀速运动,重力加速度为g,以下说法正确的是()A.若拉力F的方向在第一象限,则其大小一定大于mgB.若拉力F的方向在第二象限,则其大小可能小于mgC.若拉力F的方向沿y
23、轴正方向,则此时F有最小值,其值为mgv1v12+v22D.若拉力F的方向沿y轴正方向,则此时F有最小值,其值为mgv2v12+v22答案BD物块有相对于钢板水平向左的速度v1和沿槽的速度v2,故物块相对于钢板的速度如图所示,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,物块做匀速运动,所受导槽的作用力和拉力F的合力与滑动摩擦力大小相等、方向相反,由几何关系易知,F的方向沿y轴正方向时有最小值,即Fmin=f cos =mg cos =mgv2v12+v22L1B.L4L3C.L1L3D.L2=L41.答案D由于弹簧质量不计,这四种情况下,F弹都等于弹簧右端拉力大小F,因而弹簧伸长量均相同,故选D项。2.
24、(2019安徽合肥检测)如图所示,A、B两物体叠放在一起,用手托住,让它们靠在粗糙的竖直墙边,已知mAmB。然后由静止释放,在它们同时沿竖直墙面下滑的过程中,物体B()A.仅受重力作用B.受重力、物体A的压力作用C.受重力、竖直墙的弹力和摩擦力作用D.受重力、竖直墙的弹力和摩擦力、物体A的压力作用2.答案AA、B两物体由静止释放,与墙壁之间无相互挤压,故不受摩擦力,它们只受重力作用,处于完全失重状态,A项正确。3.如图所示为武警战士用头将四块砖顶在墙上苦练头功的照片。假设每块砖的质量均为m,砖与墙面、砖与砖、砖与头间的动摩擦因数均为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。重力加速度为g。要使砖恰好静止不
25、动,则武警战士的头对砖施加的水平力为()A.mgB.2mgC.3mgD.4mg3.答案B以四块砖为研究对象,进行受力分析。砖恰好静止不动,则砖所受到的摩擦力刚好与其重力相等,即f1+f2=4mg,又f1=f2=F,联立两式可得F=2mg,即武警战士的头对砖施加的水平力为F=2mg,选项B正确。4.(多选)(2019云南曲靖四校联考)如图所示,固定在小车上的支架的斜杆与竖直杆的夹角为,在斜杆下端固定有质量为m的小球,重力加速度为g,下列关于杆对球的作用力F的判断中,正确的是()A.小车静止时,F=mg sin ,方向沿杆向上B.小车静止时,F=mg cos ,方向垂直于杆向上C.小车向左匀速运动
26、时,F=mg,方向竖直向上D.小车向右以加速度a运动时,F的方向斜向右上方4.答案CD当小车静止或匀速运动时,杆对球的作用力F大小为mg,方向竖直向上,A、B错,C对;当小车加速向右运动时,小球所受合力方向向右,F应斜向右上方,D对。5.如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为1,A与地面间的动摩擦因数为2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为()A.112 B.1-1212C.1+1212D.2+12125.答案B由于A、B都处于即将运动的临界状态,设水平作用力为F,对B分析有F1=
27、mBg,对A、B整体分析有(mA+mB)g2=F,联立以上两式可求得mAmB=1-1212,故B项正确。6.兴趣课堂上,某同学将完全相同的甲、乙两个条形磁铁水平放在粗糙的水平木板上(N极正对),如图所示,并缓慢抬高木板的右端至倾角为,这一过程中两磁铁均保持静止状态。请对该同学提出的说法进行分析,其中正确的是()A.甲受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化B.乙受到的摩擦力相对木板的方向可能发生变化C.继续增大倾角,甲、乙将会同时滑动D.若减小甲、乙间距,重复上述过程,增大倾角时乙会先向上滑动6.答案B因两条形磁铁N极正对,相互排斥,在较小时,乙有沿木板向上运动的趋势,且随的增大,乙所受的摩擦力
28、沿木板向下逐渐减小,可能出现反向增大的情况;而甲一定具有沿木板向下运动的趋势,且随的增大,甲所受摩擦力增大,不可能出现摩擦力方向变化的情况,故A错误,B正确;增大倾角或减小甲、乙间距时,最易发生相对滑动的为甲,故C、D均错误。7.(2017课标,17,6分)一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80 cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)()A.86 cmB.92 cmC.98 cmD.104 cm7.答案B设弹性绳总长度为1
29、00 cm时与水平方向的夹角为,则 cos =45,故sin =35。弹性绳总长度为100 cm时,其弹力F=kx1,设弹性绳的两端移至天花板同一点时的弹力为kx2,则12kx1 sin =12kx2,得x2=12 cm,则弹性绳的总长度为92 cm。故B项正确。8.在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链连接,下列关于受力的说法正确的是()A.甲图中的AB杆表现为拉力,BC杆表现为拉力B.乙图中的AB杆表现为拉力,BC杆表现为支持力C.丙图中的AB、BC杆均表现为拉力D.丁图中的AB、BC杆均表现为支持力8.答案C在甲图中,对B点进
30、行受力分析,B点受到AB杆的拉力、BC杆的支持力和绳子的拉力,三力平衡,A项错误;在乙图中,对B点进行受力分析,B点受到绳子竖直向下的拉力,则BC杆应表现为支持力,由平衡条件可知AB杆应表现为支持力,B项错误;在丙图中,对B点进行受力分析可知,B点受到绳子竖直向下的拉力,AB杆提供斜向上的拉力,BC杆应提供向右的拉力,C项正确;在丁图中,对B点进行受力分析可知,B点受到绳子竖直向下的拉力,AB杆提供拉力,BC杆提供支持力,D项错误。9.(多选)如图所示,斜面体A静置于水平地面上,其倾角为=45,上表面水平的物块B在A上恰能匀速下滑。现对B施加一个沿斜面向上的力F,使B能缓慢地向上匀速运动,某时
31、刻在B上轻轻地放上一个质量为m的小物体C(图中未画出),A始终静止,B保持运动状态不变,重力加速度为g,关于放上C之后的情况,下列说法正确的是()A.B受到的摩擦力增大了22mgB.推力F增大了22mgC.推力F增大了2mgD.A受到地面的摩擦力增大了mg9.答案ACD设物块B的质量为M,根据物块B在A上恰能匀速下滑可知Mg sin = Mg cos 。放上C之后,B受到的摩擦力增大了mg sin =22mg,选项A正确;由于B保持运动状态不变,放上C之后沿斜面向上的推力增大了mg sin +mg cos =2mg sin =2mg,选项B错误,C正确;A受到地面的摩擦力增大了2mg cos
32、=mg,选项D正确。10.(多选)如图所示,水平地面粗糙,A、B两同学站在地上水平推墙。甲图中A向前推B,B向前推墙;乙图中A、B同时向前推墙。每人用力的大小都为F,方向水平。则下列说法中正确的是()A.甲图方式中墙受到的推力为2FB.乙图方式中墙受到的推力为2FC.甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为FD.乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F10.答案BD对于乙图,墙壁在水平方向所受到人的作用力如图1所示(俯视图),此时墙壁所受到的推力为F合=2F。根据力的平衡可知A、B两人受到的静摩擦力大小均为Ff=F。对于甲图,先以墙壁为研究对象,此时墙壁所受到的推力只有B对它的推力F,如
33、图2所示。然后再以B为研究对象,B同学的受力情况如图3所示,B受到A的推力F和墙壁的反作用力F1,由于F=F1,所以此时B在水平方向不受摩擦力的作用。再以A为研究对象,A同学的受力情况如图4所示,根据牛顿第三定律可知由于A对B的作用力为F,所以B对A的反作用力F2=F,根据力的平衡可知A所受地面的摩擦力大小为F。11.一长木板静止在倾角为的斜面上,长木板上一人用力推长木板上的物块,使物块与长木板间的摩擦力刚好为零,已知人、物块、长木板的质量均为m,人、物块与长木板间的动摩擦因数均为1,长木板与斜面间的动摩擦因数为2,重力加速度为g,则下列说法正确的是()A.斜面对长木板的摩擦力大小为mg si
34、n B.斜面对长木板的摩擦力大小为32mg cos C.长木板对人的摩擦力大小为21mg cos D.长木板对人的摩擦力大小为2mg sin 11.答案D由题意易知,人、物块、长木板均保持相对静止,以人、物块和长木板组成的整体为研究对象,可得斜面对长木板的静摩擦力大小为3mg sin ,A、B错误;以人和物块组成的整体为研究对象,可得长木板对人的静摩擦力大小为2mg sin ,C错误,D正确。B组能力提升12.(2019江西南昌模拟)如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是,两物块的质量都
35、是m,滑轮的质量、滑轮与绳间的摩擦都不计。重力加速度为g。若用一水平向右的力F拉P,使它做匀速运动,则F的大小为() A.4mg B.3mgC.2mgD.mg12.答案AP、Q都做匀速运动,因此可用整体法和隔离法求解。隔离Q进行分析,Q在水平方向受绳向左的大小为FT的拉力和向右的摩擦力Ff1=mg,因此FT=mg。对P、Q整体进行分析,整体受绳向左的大小为2FT的拉力、桌面对整体向左的摩擦力Ff2=2mg、向右的外力F,由平衡条件得F=2FT+Ff2=4mg,故A项正确。13.(多选)如图甲所示,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,连接拉力传感器和物体
36、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()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ABD.B与水平面间的动摩擦因数13.答案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),A、B正确;由于A、B的质量未知,则AB和不能求出,C、D错误。14.(多选)某杂技演员在做手指耍盘高难度的表演,如图所
37、示。设该盘的质量为m,手指与盘之间的动摩擦因数为,重力加速度为g,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,盘底处于水平状态且不考虑盘的自转,则下列说法中正确的是()A.若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则手指对盘的作用力大小为mgB.若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动,则盘受到水平向右的静摩擦力C.若手指支撑着盘并一起水平向右匀加速运动,则手指对盘的作用力大小为mgD.若盘随手指一起水平向右匀加速运动,则手指对盘的作用力大小不会超过1+2mg14.答案AD若手指支撑着盘,使盘保持静止状态,则手指对盘的作用力大小等于盘的重力mg,A正确;若手指支撑着盘并一起水平向右匀速运动,则盘在水平方向所受合外力为零,故盘不受静摩擦力作用,B错误;若手指支撑着盘一起水平向右匀加速运动,则盘受到向右的静摩擦力,fmg,所以手指对盘的作用力F(mg)2+(mg)2=1+2mg,故C错误,D正确。
