力学之受力分析、静摩擦力、滑动摩擦力的求值压轴题(含解析)
一、选择题
1.(2014·宜昌)如图用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使木块在水平木板上做匀速直线运动.下列说法正确的是( )
A. 木块只受到拉力、滑动摩擦力两个力
B. 弹簧测力计的示数大于滑动摩擦力的大小
C. 木块的速度越大,滑动摩擦力越大
D. 在木块上放置一个砝码,则滑动摩擦力会越大
【答案】D
考点: 二力平衡的条件的应用、影响摩擦力大小的因素。
2.(2014·佛山)如图所示,小宇对箱子施加水平推力,下列说法中错误的是( )
A.当推力为75N时,箱子不动,此时推力等于地面对箱子的摩擦力
B.当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态
C.当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,地面对箱子的摩擦力为100N
D.箱子做匀速直线运动时,人对箱子的推力不做功
【答案】D
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【解析】
试题分析:当推力为75N时,箱子不动,箱子处于平衡状态,箱子水平方向受到的静摩擦力等于推力,故选项A说法正确,不符合题意;力的作用效果:力可以使物体发生形变,力也可以改变物体的运动状态;当小宇增大推力,箱子由静止开始运动,说明力可以改变物体的运动状态,故选项B说法正确,不符合题意;当推力为100N时,箱子做匀速直线运动,箱子处于平衡状态,箱子水平方向受到的滑动摩擦力等于推力,故选项C说法正确,不符合题意;做功的必要因素:有力作用在物体上,物体在力的方向上要移动一段距离;箱子做匀速直线运动时,箱子在人的推力下移动了距离,故人对箱子的推力做了功,故选项D说法错误,符合题意.
考点:平衡状态的判断;力的作用效果;力是否做功的判断.
3.(2014·怀化)日常生活和生产中,摩擦无时不在,下列现象属于减小摩擦的是( )
A. 汽车的车轮上刻有很多花纹
B. 写字时,用力握住钢笔
C. 向生锈的锁芯滴润滑油
D. 某品牌纯净水瓶盖上刻有一道道竖直的条纹
【答案】C
考点:增大或减小摩擦的方法
4.(2014·常州)学校趣味运动会上,体重为600N的张老师沿竖直木杆匀速向上攀爬,此过程中,他受到摩擦力的大小和方向是( )
A.等于600N,竖直向下 B. 等于600N,竖直向上
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C.大于600N,竖直向下 D. 大于600N,竖直向上
【答案】B
【解析】
试题分析:由于张老师匀速上攀,那么在竖直方向受到平衡力的作用:重力和摩擦力是一对平衡力.由二力平衡的条件知:他所受的重力和摩擦力,大小相等,方向相反,且在同一条直线上;因此,他受到的摩擦力f=G=600N,方向竖直向上.
考点:二力平衡条件的应用.
5.(2014·大庆)如图甲所示,将一块长木板放在水平桌面上,现用水平力F1向右边慢慢推动木板,使其一部分露出桌面如图乙所示,推动木板过程中,木板对桌面的压力F、压强p和摩擦力f的变化情况是( )
A.F和f不变,p变大 B.F和p不变,f变大
C.F变小,p和f均变大 D.F不变,f和p均变大
【答案】A.
【解析】
试题分析:
压强的大小与压力的大小和受力面积的大小有关;滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。
向右缓慢地推木板的过程中,木板对桌面的压力F不变,向右缓慢地推木板的过程中受力面积变小,木板对桌面的压强p变大;
向右缓慢地推木板的过程中,压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力f不变.
故选A.
考点:摩擦力的大小与什么因素有关;压强大小与什么因素有关
6(2014·大庆)分析以下摩擦:
①走路时鞋底与地面之间的摩擦;
②骑自行车时车轮与地面之间的摩擦;
③粉笔在黑板上写字时,粉笔与黑板的摩擦;
④皮带传动中,皮带与皮带轮之间的摩擦;
⑤汽车行驶时,汽车与空气之间的摩擦.
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其中属于有益摩擦的是( )
A.
①②③
B.
①③⑤
C.
①②④
D.
①③④
【答案】D
【解析】
试题分析:
①人走路时,使人前进的动力是地面对脚的摩擦力,因此鞋底与地面的摩擦是有益的摩擦.
②骑自行车时,使自行车前进的力是地面对后轮轮胎的摩擦力,因此这个摩擦属于有益摩擦;对前轮来说,与地面的摩擦阻碍了车子的前进,因此属于有害摩擦.
③粉笔在黑板上写字时,粉笔与黑板的摩擦使粉笔字写在黑板上是有益的。
④皮带转动时,主动轮与皮带之间的摩擦带动了皮带的转动;同时皮带与被动轮之间的摩擦带动了被动轮的转动.若这种摩擦力过小,将会出现皮带打滑的现象.因此说这两者之间的摩擦是有益的摩擦.
⑤汽车行驶时,汽车与空气之间的摩擦也就是空气阻力,它将影响汽车的行驶速度,故属于有害摩擦.
综上所述,属于有益摩擦的是①③④.
故选D.
考点:摩擦的益处和害处
7.(2014·梅州)如图所示是投掷铅球的场景,下列说法中不正确的是( )
A.铅球离开手后能继续运动是因为具有惯性
B. 铅球在空中下落过程中重力势能不断增大
C.铅球在空中运动时,运动状态不断改变
D.铅球在地上越滚越慢,是因为受到了摩擦阻力的作用
【答案】 B
【解析】
试题分析:铅球被投掷出去,由于推力的作用从静止获得了一个速度,开始运动,当铅球离开人手后就不再受力的作用,但由于铅球具有惯性,要保持原来的运动状态不变,所以铅球在空中会继续运动;铅球下落的过程中,质量不变,高度减小、速度增大,故将重力势能不断减小,动能增大;铅球在空中运动时.运动状态不断改变,落在地上后,因为受到了摩擦阻力的作用越滚越慢,最终停下来;
综上分析,ACD正确,B错误,选择A。
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考点:动能和势能 力与运动 惯性
8.(2014·烟台)在研究摩擦力时,小明同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行了三次实验.如图所示,当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数F1F2F3的大小关系为( )
A.F1=F2>F3 B.F1>F2>F3 C.F2>F1>F3 D.F1<F2=F3
【答案】A
【解析】
试题分析:因为当弹簧测力计拉木块作匀速直线运动时,弹簧测力计的示数等于摩擦力;又因为滑动摩擦力的大小与压力的大小以及接触面的粗糙程度有关,与物体接触面的大小无关,因此F1=F2;在其它条件相同时,滚动摩擦比滑动摩擦小得多,因此F1=F2>F3,本题答案选A.
考点:二力平衡知识的应用;影响滑动摩擦力大小的相关因素.
9.(2014·临沂)如图所示,用F=6N水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块B所受摩擦力的大小及方向为( )
A.4N,向左 B.4N,向右
C.6N,向右 D.6N,向左
【答案】B
【解析】
试题分析:本题的研究对像是B物体,B虽然静止不动,但相对于A来说是向左运动的。所以B在水平方向受弹簧测力计对其向左的拉力和物体A对其向右的摩擦力作用.因为B静止,处于平衡状态,所以这两个力大小相等.所以所受摩擦力为4N,方向向右.
考点:摩擦力的判断,二力平衡条件的应用
10.(2014·资阳)质量为8kg的均匀木块,它与桌面的接触面积为100cm2,若用2N拉力使它在水平桌面上匀速前进1m,如图,下列叙述错误的是( )
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A.木块与桌面之间摩擦力大小是2N
B.木块在运动过程中机械能不变
C.木块对桌面的压强是800Pa
D.拉力在此过程中做功是20J
【答案】C
【解析】
试题分析:
物体在水平方向上做匀速直线运动,是处于平衡状态,所以要受到平衡力的作用,因此可以根据告诉的拉力,利用二力平衡的条件求得其受到的摩擦力大小;影响动能的因素是质量和速度,影响重力势能的因素是质量和高度,根据能量的转化情况可以确定物体能量的变化;根据物体的重力,可以确定物体对桌面的压力,物体的底面积即受力面积,从而可以求得物体对桌面的压强;根据功的计算公式:W=Fs,可以求得在此过程中拉力做的功。物体在水平桌面上做匀速直线运动,且只受到拉力和摩擦力的作用,所以拉力和摩擦力是一对平衡力,即摩擦力等于拉力等于2N,故A的说法正确;物体在此过程中做匀速直线运动,速度大小不变,动能不变,高度不变,重力势能也不变,所以机械能不变.故B的说法正确。由于物体是在水平桌面上,并且在竖直方向上不再受到其它的力的作用,所以物体对桌面的压力等于物体的重力,即F=G=mg=8kg×10N/kg=80N。所以物体对桌面的压强:p=,故C的说法错误。物体通过的距离s=1m,受到的拉力F=2N,所以拉力在此过程中做的功:W=Fs=2N×1m=2J,故D的说法正确,不合题意。故选C。
考点:力学综合
11.(2014·广州)冰壶运动员的鞋底一只是塑料的,另一只是橡胶的。他滑行时,橡胶底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大。如图,他用b脚蹬冰面后,只用a脚向右滑行,可以确定的是( )
A.滑行时冰对a鞋的摩擦力向右
B.蹬冰时冰对b鞋的摩擦力向左
C.a鞋底是橡胶会滑得更远
D.a鞋底是塑料会滑更远
【答案】D
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【解析】
试题分析:冰壶运动员蹬冰面的脚与冰面间的摩擦是有益摩擦,是为了更好启动,故该脚与冰面间的摩擦力要尽量大,这样人就会获得一个较大的向前的力。所以b鞋底是橡胶(橡胶底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大),当用脚蹬冰面时,鞋底对冰面施加一个向左的力,根据物体间力的作用是相到的,冰就会对b鞋底施加一个向右的力,这样运动员才会向右运动。故选项B是错误的;当运动员只用a脚滑行时,a鞋底 与冰面间的摩擦是有害摩擦,会阻碍运动员向右运动,故冰面对a鞋底摩擦力的方向向左,要尽量减小这个摩擦,所以a鞋底要用塑料,这样会滑得更远。故选项AC错误,D选项正确。
考点:摩擦力的方向与大小
12.(2014·泸州)如图所示,重为G的物体A放在粗糙的斜面上处于静止状态,若用一个方向始终沿斜面向上,大小从零开始逐渐增大的变力F作用在物体上,使物体从静止状态逐渐转变到沿斜面向上运动的整个过程中,对物体受到的摩擦力方向的判断,下列说法正确的是
A.摩擦力方向始终沿斜面向上
B.摩擦力方向始终沿斜面向下
C.摩擦力方向先沿斜面向上,后沿斜面向下
D.摩擦力方向先沿斜面向下,后沿斜面向上
【答案】C
【解析】
试题分析:静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。物体静止在斜面上,有相对于斜面向下运动的趋势,受到的摩擦力方向沿斜面向上。当所受拉力从零开始增大时,静摩擦力开始减小,直至为零。此后拉力继续增大,物体有沿斜面向上运动的趋势,受到的摩擦力方向沿斜面向下。当物体开始向上滑动时,受到的滑动摩擦力方向还是沿斜面向下。
考点:摩擦力
13.(2013·黄冈)在大力倡导“低碳生活,绿色出行”的今天,越来越多的市民上下班由坐汽车改骑自行车。下列有关说法错误的是
A.行车时,相对于车上的人,车是静止的
B.行车时,车轮与地面之间的摩擦是滑动摩擦
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C.刹车时,车很快停下来主要由于受到地面的摩擦力
D.骑车能节约能源、减少污染
【答案】B。
【解析】A中行车时,行上的人与车的位置并没有发生变化,故相对于车上的人而言,车是静止的,正确;B中行车时车轮与地面之间并没有滑动,故它们之间的摩擦不是滑动摩擦,而是静摩擦,A不对;C中车轮不动时,车很快就停下来,是由于车轮受到地面的摩擦力,正确;D中骑车节约能源、减少污染也是正确的。
考点:运动和力的关系。
14.(2013·泰安)大雪过后,往往给车辆和行人出行造成了极大的不便,交通部门提醒大家“雪天路滑,请注意交通安全!”下列关于冰雪道路的说法错误的是 ( )
A.“雪天路滑”是指下雪后物体与地面间的接触面变光滑了
B.同一车辆在冰雪地面上行驶比在没有冰雪的路面上行驶惯性大一些
C.冰雪地面行车必须慢速驾驶,主要是为了防止由于惯性带来的危险
D.人在冰雪地面行走时容易摔倒,其原因与惯性有关
【答案】B
【解析】
试题分析:A、摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,所以雪天路滑,下雪后物体与地面间的接触面变光滑了
B、惯性是指物体保持静止状态或匀速直线运动状态的性质,是物体的固有属性,一切物体都具有惯性.质量是惯性唯一的量度,同一车辆在冰雪地面上行驶比在没有冰雪的路面上行驶惯性一样大。
C、雪天路滑要减速慢行,限速是为了防止惯性带来的危害,机动车高速运动时,遇到紧急情况,由于惯性不能立即停下来,容易发生交通事故;
D、雪天路滑,接触面的粗糙程度变小,行走时容易摔倒,其原因与惯性有关
考点:惯性;增大或减小摩擦的方法.
15.(202·泰州)在下列事例中,属于有害摩擦的是( )
A. 夹取食物时筷子与食物的摩擦
B. 机器转动时转轴受到的摩擦
C. 走路时鞋子与地面的摩擦
D. 爬竿时手与竿的摩擦
【答案】B
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【解析】
试题分析:A、筷子与菜之间的摩擦也是有益的,如果没有摩擦,则无法夹取食物,不符合题意;
B、机器轴上的摩擦是有害的,对轴有磨损作用,故本选项正确.
C、如果脚与地面无摩擦,人将无法走路,所以是有益的,不符合题意;
D、爬竿时手与竿的摩擦也是有益的,否则无法爬竿,故不符合题意;故选B.
考点:摩擦的利弊
二、填空题
1.(2014·赤峰)一个木箱放在水平面上静止时,木箱受到的支持力与 力是一对平衡力;当木箱受到了10N水平推力时,箱子未推动,这时箱子受到的摩擦力 10N(选填“大于”、“小于”、“等于”);当水平推力增大到15N时,箱子恰好匀速运动;当水平推力增大到20N时,木箱受到的摩擦力为 N.
【答案】重;等于;15.
【解析】
试题分析: 二力平衡条件:作用在同一物体上的力,大小相同,方向相反,作用在同一直线上。放在水平面上的箱子,木箱受到的支持力与重力符合二力平衡的条件是平衡力;当木箱受到了10N水平推力时,箱子未推动,箱子处于平衡状态,摩擦力等于推力等于10N;当水平推力增大到15N时,箱子恰好匀速运动,箱子仍处于平衡状态,摩擦力等于推力等于15N;当水平推力增大到20N时,箱子对地面的压力和接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,仍为15N.
考点:二力平衡条件的应用
2.(2014·宿迁)小明在20s内,用10N水平力拉着物体在水平地面上匀速运动了16m.物体运动的速度为 m/s,水平地面对物体的摩擦力大小为 N,小明对物体做功的功率为 W.
【答案】0.8;10;8.
【解析】
试题分析: (1)物体运动的速度:;
(2)物体在水平地面上匀速运动,物体受到平衡力的作用,水平地面对物体的摩擦力大小:f=F=10N;
(3)小明对物体做功的功率:
考点:功率的计算;速度公式及其应用.
3.(2014·桂林)世界杯揭幕战比赛前,一位装上智能机械脚的瘫痪少年从轮椅上站起来,走到场地中央,开出2014年世界杯足球赛第一球,如图所示。开球少年将足球踢出后,足球由于 继续向前运动,最终停下来,是因为足球受到球场地面的 作用。
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【答案】惯性;摩擦阻力
【解析】
试题分析:足球被踢出后,由于惯性,继续向前运动。落到地面上,由于受到地面对它的摩擦阻力,速度慢慢变小,最终停下来。
考点:惯性 摩擦
4.(2014·兰州)山地自行车的变速器是通过改变链盘和飞轮的大小,从而达到调节骑行速度和调节骑手骑行时脚上用力大小的目的。用力蹬脚踏板使自行车加速前进时,后轮受到的摩擦力向______(选填“前” 或“后” )。在上坡时,为了更省力,应适当变换调速器,即采用较____的链盘和较_______的飞轮组合(两空均选填“大” 或“小” )。
【答案】前 小 大
【解析】
试题分析:由于用力蹬脚踏板使自行车加速前进时,后轮相对地面有向后运动的趋势,所以后轮受到的摩擦力向向前;变速自行车是利用了链盘与飞轮的齿数比的搭配不同而改变前进速度的,当链盘的“大盘” 与飞轮的“小飞” 组合时,车速最快,骑车人付出的力最大;当链盘的“小盘” 与飞轮的“大飞” 组合时,车速最慢,骑车人付出的力最小。所以在上坡时,为了更省力,应适当变换调速器减速,即采用较小的链盘和较大的飞轮组合。
考点:摩擦力;轮轴
5.(2014·达州)如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F-t和V-t图象分别如乙、丙所示,由图象可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力是 _N,当t=3s时,物体受到的摩擦力是____N。
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【答案】3, 5
【解析】
试题分析:由图知,物体在0—2s内处于静止状态,在水平方向上所受的摩擦力与拉力是一对平衡力大小相等,等于3N,故当t=1s时,物体受到的摩擦力是3N;再由图乙知,当t=3s时,物体受到的摩擦力是5N。
考点:摩擦力;二力平衡条件;运动与力的关系
6.(2014·滨州)小滨用10N的水平推力匀速推动放在水平地面上的课桌,则课桌受到地面对它的摩擦力大小为 N;小滨将课桌内的书包拿走后,把课桌沿原路线用水平力推回的过程中.课桌受到的摩擦力 10N.(选填“大于”、“等于”或“小于”)
【答案】10;小于
【解析】
试题分析:课桌做匀速直线运动,受力平衡,所以摩擦力等于推力10N;把书包拿走后,课桌的总重力减小,对地面压力减小,则滑动摩擦力减小。
考点:摩擦力
7.(2014·东营)立定跳远时,如果起跳板上有沙粒,起跳时就会感觉很滑,影响跳远成绩,这是因为起跳板上的沙粒把滑动变为 ,使摩擦力大大减小.
【答案】滚动
【解析】
试题分析:减小摩擦力的方法有:减小压力,减小接触面的粗糙程度,同等情况下变滑动为滚动,使接触面彼此分开。起跳板上有沙粒,起跳时就会感觉很滑,这是因为起跳板上的沙粒把滑动摩擦变为滚动摩擦,同等情况下的滚动摩擦力相对滑动摩擦力大大的减小;
考点:减小摩擦力的方法
8.(2013·广州)如图甲所示,小明顺着竖直的杆匀速下滑。
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①乙图代表小明的圆点 A 画出其竖直方向受到的力
②小明再沿比杆匀速下滑,其沿绳受到的摩擦力为 f 滑、沿杆下滑受到的摩擦力为 f 杆,f 滑____f 杆(选填“>”,“=”,“