摩擦力 高考 练习
摩擦力问题专题
例1.
如图3—1所示,物体m 放在一木板上,木板与水平面间的夹角由0逐渐增大到90°的过程中(缓慢地绕支点O 转动) 对木块的摩擦力
图3—1
A. 不断增大 B. 先变大后变小 C. 不断变小 D. 先变小后变大 正确解答 B 例2.
如图3—2所示,质量为m 0,横截面为直角三角形的物块ABC ,∠ABC =α,AB 边靠在竖直墙壁面上,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_________.
图3—2
正确解答 mg +F sin α
例3.
两个重叠在一起的滑块,置于固定的,倾有为θ的斜面上,如图3—4所示. 滑块A 、B 的质量分别为M 、m . A 与斜面间的动摩擦因数μ1, B 与A 之间的动摩擦因数μ2. 已知两滑块都从静止开始以相同的加速度从斜面滑下,在运动过程中,滑块B 受到的摩擦力
A. 等于零
B. 方向沿斜面向上
图3—4
C. 大小等于μ1mg cos θ
D. 大小等于μ2mg cos θ 正确解答 BC 例4.
如图3—5所示,在一粗糙水平面上有两个质量分别为m 1和m 2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,木块与地面间的滑动摩擦因数为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
图3—5
A. l +
μ
k
μ
k
m 1g B. l +(m 1+m 2)g
m 1m 2m 1+m 2
C. l +
μ
k
m 2g D. l +
μ
k
()g
正确解答 A 例5.
一个质量为m 带电量为-q 的小物体,可在水平轨道ox 轴上运动,o 端有一与轨道垂直的固定墙. 轨道处于匀强电场中,场强大小为E ,方向沿ox 轴正方向,如图3—9所示. 小物体以初速v 0从距离o 点为x 0处沿ox 轨道运动,运动时受到大小不变的摩擦力f 作用,且f <Eq , 设小物体与墙碰撞时不损失机械能,且电量保持不变,求它在停止运动前所通过的路程s .
图3—9
正确解答 带电小物体所受电场力大小不变,方向总指向墙壁,且电场力的大小总大于滑动摩擦力的大小,所以小物体多次和墙相碰后必静止于o 点,在整个过程中电场力所做的
功为W 1=Eqx o .
设小物体的总路程为s . 由于在整个运动过程中滑动摩擦力方向总与小物体相对轨道运动的方向相反,则整个过程中滑动摩擦力对物体做的功
W 2=-fs
在整个过程中小物体的初速度为v 0, 而末速度为0, 依动能定理得: Eqx 0-f s=0-mv 02/2
2
解得:s =(2Eqx 0+mv 0)/2f 例6
如图所示,某货场而将质量为m 1=100 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物中轨道顶端无初速滑下,轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两块完全相同的木板A 、B ,长度均为l =2m,
质量均为m 2=100 kg ,木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数μ=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10 m/s2)
(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。 (2)若货物滑上木板A 时,木板不动,而滑上木板B 时,木板B 开始滑动,求μ1应满足的条件。
(3)若μ1=0.5,求货物滑到木板A 末端时的速度和在木板A 上运动的时间。 例7
如图所示,倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m 的木箱,相邻两木箱的距离均为l 。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑,逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变,最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g. 设碰撞时间极短,求
(1) 工人的推力;
(2) 三个木箱匀速运动的速度; (3) 在第一次碰撞中损失的机械能。 答案(1)3mg sin θ+3μmg cos θ (2
(3)mgL (sinθ+μcos θ)
练习:
1. 质量为m 的物体放在水平面上,在大小相等、互相垂直的水平力F 1与F 2的作用下从静止开始沿水平面运动,如图3—10所示. 若物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则物体
图3—10
A. 在F 1的反方向上受到F 1=μmg的摩擦力 B. 在F 2的反方向上受到F 2=μmg的摩擦力
C. 在F 1、F 2合力的方向上受到F =2μmg的摩擦力
D. 在F 1、F 2合力的反方向上受到F =μmg的摩擦力
2. 如图3—11所示,重为6 . 的木块静止在倾角为θ=30°的斜面上,若用平行于斜面沿水平方向大小等于4 .的力推木块,木块能保持静止,则木块所受的静摩擦力大小等于
图3—11
A. 4N B.3 N C.5 N D.6 N
3. 如图3—12所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向受到向左的力F 1=7 N和向右的力F 2=2 N作用,而处于静止状态,如图所示. 则
图3—12
A. 若撤去F 1,物体所受合力为零 B. 若撤去F 1,物体所受合力可能为7 N C. 若撤去F 2,物体所受摩擦力一定为7 N
D. 若保持F 1、F 2大小不变,而方向相反,则物体发生运动
4. A 、B 、C 三物块质量分别为M 、m 、m 0,作如图3—13所示的联结. 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加速直线运动,已知AB 间的动摩擦因数为μ1,物体A 与桌面间的动摩擦因数为μ2,则可以断定
A. 物块A 受桌面的摩擦力大小为m 0g ,方向向左
B. 物块A 与B 之间无摩擦力
C. A 受桌面的摩擦力大小为μ2(M +m )g ,方向向左 D. A 受B 的摩擦力大小为μ1mg ,方向向左
图3—13
5. 如图3—14所示,C 是水平地面,A 、B 是两个长方形物块,F 是作用于物块B 上沿水平方向的力,物体A 和B 以相同的速度做匀速直线运动,由此可知,A 、B 间的动摩擦因数μ1和B 、C 间的动摩擦因数μ2有可能是
图 3—14
A. μ1=0 μ2=0 B. μ1=0 μ2≠0 C. μ1≠0 μ2=0
D. μ1≠0 μ2≠0
6. 如图3—15所示的情况中,物体A 都受有静摩擦力的作用,其中物体A 所受静摩擦力的方向与它对地的速度相反是哪一种
图 3—15
7. 将一质量为m 的物体放在斜面上,并沿斜面向上施加一个拉力F ,为了使物体能在斜面上保持静止,所加拉力的最小值为F 1,最大值为F 2,如图3—16所示,则物体受到的最大静摩擦力的大小为_____.
图3—8. 如图3—17所示,一质量为m 、带电量为+16 q 的小物体放在磁感应强度为B 的匀强磁场中,粗糙挡板a 、b 的宽度略大于小物体厚度. 现给带电体一个水平冲量I ,试分析带电体
所受摩擦力的情况.
图 3—17
9. 一根对称“V”型玻璃管倒置于竖直平面内,管所在空间有竖直向上的匀强电场E ,如图3—18所示. 质量m 、带电量+Q 的小球M 从管内的A 点由静止开始在管内运动,球与管壁的动摩擦因数为μ,AB 长为L ,AC 水平,夹角θ也为已知,小球在B 处与管壁作用无机械能损失,求:小球运动的总路程.
图3—18
10. 如图3—19所示,有黑白两条毛巾交替折叠放在地面上,白毛巾的中间用绳与墙壁连结着,黑毛巾的中部用手将它拉住,欲将其分离开来,若每条毛巾质量均为m , 毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数为μ,问:将黑毛巾匀速拉出需加多大的水平力? 如果有2n条毛巾交替折叠放置着,要将n 条黑毛巾一起匀速拉出,要多大的力?
图3—19
11. 光滑竖直挡板把滑块挡在以v 0速度匀速运动的传送带上,挡板平面垂直于带的运动
方向,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ,若要用一水平力F 沿挡板方向推动滑块以 0.2 m/s的速度运动,如图3—20,试求力F 的大小,已知滑块质量为5 kg,v 0=1 m/s,μ=0. 4.
图3—20
12某空间存在着如图l2所示的水平方向的匀强磁场,A 、B 两个物块叠放在一起,
并置于光滑的绝缘水平地面上,物块A 带正电,物块B 为不带电的绝缘块;水平恒力F 作用在物块B 上,使A 、B 一起由静止开始水平向左运动.在A 、B 一起水平向左运动的过程中,关于A 、B 受力情况的以下说法,正确的是……( B ) A.A 对B 的压力变小 B.B 对A 的摩擦力保持不变 C。A 对B 的摩擦力变大 D.B 对地面的压力保持不变