F2,h1>h2B.F1>F2,h1
h2
[解析] 因为是轻绳,所以绳子的质量不计,则图甲中的重力全部集中在球上,重心在球的球心,而图乙中铁链的质量是均匀分布的,故其重心一定在最低点的上方,故h1>h2;对球和铁链进行受力分析,如图所示。
A点对绳子的拉力沿着绳子的方向,A点对铁链的拉力沿着该处链子的切线方向,故图乙中A、B两点对铁链拉力的夹角比较小,由力的合成知识知F2较小,故C正确。
9.(2016·广东中山华侨中学一模)如图所示,有一刚性方形容器被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态。现缓慢地向容器内注水,直到注满为止,在此过程中容器始终保持静4
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止,下列说法中正确的是导学号 ( AC )
A.容器受到的摩擦力逐渐增大 B.容器受到的摩擦力不变 C.水平力F可能不变 D.水平力F必须逐渐增大
[解析] 由题知,容器始终处于静止状态,则其受力平衡,即所受的摩擦力大小等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A正确,B错误;水平方向上容器受力平衡,若最大静摩擦力大于重力,则力F可能不变,若最大静摩擦力小于等于重力,则力F要增大,故C正确,D错误。
易错分析:物体受到墙的摩擦力等于物体重力,物重变大、摩擦力变大,这是本题的易错点。有些同学思维定式,认为物体受到墙的摩擦力等于物体重力不会变,却忽略了重力也在变化,从而错选B。
10.(2016·浙江金丽衢十二校联考)如图所示,木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为。夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用水平力F作用在木块B上,则导学号 ( AD )
A.若F=1N,则木块B所受摩擦力大小是9N B.若F=1N,则木块A所受摩擦力大小是7N C.若木块A、B能一起保持匀速运动,则拉力F=
D.若木块A、B能一起保持匀速运动,则A、B间弹簧的伸长量为3cm
[解析] 木块A与地面间的滑动摩擦力为fA=μmAg=×50N=12N,木块B与地面间的滑动摩擦力为fB=μmBg=×60N=,弹簧弹力为F弹=kx=400×=8N。施加水平拉力F=1N后,对B木块进行受力分析,竖直方向上重力与支持力平衡,水平方向受向右的弹簧弹力和拉力,由于B木块与地面间的最大静摩擦力为(等于滑动摩擦力),大于弹簧弹力和拉力之和,故木块B静止不动,木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡,因而有fB′=F弹+F=8N+1N=9N,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左的运动趋势,其受到向右的静摩擦力,且与弹力大小相等,因而有fA′=F弹=8N,故A正确,B5
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错误。木块A、B能一起保持匀速运动时,木块A、B均受滑动摩擦力作用,选木块A为研究对象,对A木块进行受力分析,竖直方向上重力与支持力平衡,水平方向上向右的弹簧弹力和向左的滑动摩擦力大小相等,F弹′=kx′=12N,解得x′=3cm,故D正确;选木块A、B整体为研究对象,进行受力分析,竖直方向上重力与支持力平衡,水平方向上水平拉力F与木块A、B所受滑动摩擦力之和大小相等,F=,故C错误。
11.如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是导学号 ( BC )
A.A物体受到的摩擦力不为零,方向向右 B.三个物体只有A物体受到的摩擦力为零 C.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相同 D.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相反
[解析] A物体与传送带一起匀速运动,没有发生相对滑动,也没有相对运动趋势,所以A物体不受摩擦力,选项A错误;对B、C物体进行受力分析,可知B、C所受的静摩擦力大小均为mgsin θ,方向均沿传送带向上,选项B、C正确,D错误。
12.在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中,设计了如图甲所示的演示装置,力传感器A与计算机连接,可获得力随时间变化的规律,将力传感器固定在光滑水平桌面上,测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平),滑块放在较长的小车上,小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平),整个装置处于静止状态。实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子,小车一旦运动起来,立即停止倒沙子,若力传感器采集的图象如图乙所示,则结合该图象,下列说法正确的是导学号 ( ABC )
A.可求出空沙桶的重力
B.可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小 6
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C.可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小 D.可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)
[解析] t=0时刻,传感器显示拉力为2N,则滑块受到的摩擦力为静摩擦力,大小为2N,由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N,A对;t=50s时刻摩擦力达到最大值,即最大静摩擦力为,同时小车开始运动,说明带有沙的沙桶重力等于,此时摩擦力立即变为滑动摩擦力,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故摩擦力突变为3N的滑动摩擦力,B、C对;此后由于沙和沙桶重力大于滑动摩擦力3N,故第50s后小车将加速运动,D错。
二、非选择题
13.如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量为m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F。(g=10m/s2)导学号
(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为,当弹簧拉长到12cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?
(2)若将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为多少?
(3)若将弹簧拉长到13cm时,物体所受的摩擦力大小为多少?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)
[答案] (1)200N/m (2)2N (3)4N [解析] (1)物体匀速前进时,k(x-x0)=μmg μmg
则k==错误!=200(N/m)。
x-x0(2)F1=k(x1-x0)=200×-=2(N) 最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力 Fm=×2×10N=4N
故物体没动,所受静摩擦力Ff1=F1=2N。 (3)弹簧弹力
F2=k(x2-x0)=200×-=6(N)
物体将加速前进,此时所受到的滑动摩擦力为 Ff2=μFN=μmg=×2×10N=4(N)。
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14.(2016·浙江平阳县模拟)如图所示,人重600N,木块A重400N,人与木块、木块与水平面间的动摩擦因数均为。现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右做匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:导学号
(1)人对绳的拉力大小;
(2)人脚对A的摩擦力的大小和方向。 [答案] (1)100N (2)100N 方向水平向右
[解析] 设绳子的拉力为FT,木块与地面间的摩擦力为FfA。 (1)取人和木块为整体,并对其进行受力分析,如图甲所示,由题意可知FfA=μ(mA+m人)g=200N
由于系统处于平衡状态,故2FT=FfA 所以FT=100N
(2)取人为研究对象,对其进行受力分析,如图乙所示。 由于人处于平衡状态,故FT=Ff人=100N
由于人与木块A处于相对静止状态,故人与木块A之间的摩擦力为静摩擦力。
由牛顿第三定律,可知人脚对木块A的摩擦力方向水平向右,大小为100N。
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