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第一章运动和力复习受力分析专题
一、选择题
1. (2022 杭州模拟)一小球正沿水平方向向右做匀速直线运动,如图所示的甲、乙、丙三幅图中,能正确反映小球受力情况的是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.甲和乙
2. (2023 潍城区二模)三个棋子a、b、c叠放在一起,用木棒将中间的棋子b打飞,对此过程中三个棋子所受摩擦力的分析正确的是( )
A.棋子a、c受到棋子b摩擦力的方向相同 B.棋子a、c下表面所受摩擦力的方向相同
C.棋子b上、下表面所受摩擦力的方向相反 D.棋子b上、下表面所受摩擦力的大小相同
3. (2023 金安区二模)重为G的小红参加爬竿比赛。假设小红向上爬和滑下来的过程都是匀速的,则关于小红所受摩擦力f,下列分析正确的是( )
A.向上爬时,摩擦力f方向向下,f=G
B.向上爬时,摩擦力f方向向下,f>G
C.向下滑时,摩擦力f方向向上,f<G
D.不论是向上还是向下运动时,摩擦力f方向都向上,且f=G
4. (2023 荔湾区)如图,AD为水平路面,其中AC段路面相同。同一物体在水平拉力作用下沿直线运动,其中BD段匀速,AB、BC、CD段物体所受滑动摩擦力分别是f1、f2、f3,则( )
A.f1=3.6N B.f1>f2>f3 C.f1=f2>f3 D.F1=f2<f3
5. (2023 天山区)如图所示,整个装置静止在水平桌面上,其中A、B两木块叠放在一起,两个轻质弹簧测力计C、D的一端与两木块相连,另一端固定在铁架台E、F上。此时,两个轻质弹簧测力计C、D水平方向施力,且示数相等,均为2N。则B对A的静摩擦力的大小和地面对B的摩擦力大小为( )
A.0N,2N B.2N,2N C.0N,0N D.2N,0N
6. (2022 温州模拟)如图所示,用手握住一个空玻璃瓶,保持瓶子在竖直方向静止。下列说法错误的是( )
A.手对瓶子有握力,瓶子会发生形变
B.手对瓶子有竖直向上的静摩擦力,大小等于瓶子重力
C.手对瓶子的握力增大时,瓶子所受的摩擦力也增大
D.向瓶子里倒入一定量的水,瓶子所受的摩擦力也增大
7. (2022临湘市)如图所示,用大小为F的垂直于墙面的力挤压黑板擦,黑板擦静止于墙面上,此时黑板擦受到的摩擦力为f1;改变F的大小使其变成了F,黑板擦恰好匀速下滑,此时黑板擦受到的摩擦力为f2,请问f1和f2的大小关系是( )
A.f1<f2 B.f1=f2 C.f1>f2 D.无法判断
8. (2022海城区)如图所示,用水平拉力F拉上下表面水平、粗糙程度各处相同的物体A,使其在水平地面上匀速运动,当物体B静止不动时,与水平绳相连的弹簧测力计的示数不变.关于该状态,下列说法不正确的是(不计绳和弹簧测力计重)( )
A.A对B的摩擦力为滑动摩擦力
B.B对A的摩擦力方向水平向左
C.B对A的摩擦力与水平拉力F的合力为零
D.弹簧测力计对B的拉力等于A对B的摩擦力
9. (2022 温州模拟)如图所示,水平地面上叠放着A、B两个物体,在力F1和F2的作用下,以共同的速度v一起水平向右匀速运动,已知F1=10N,F2=6N,那么下列有关物体A、B和地面之间的摩擦力大小和方向的说法中正确的是( )
A.A对B的摩擦力为10 N,水平向左 B.B对地面的摩擦力为4 N,水平向右
C.A受到的摩擦力为4 N,水平向左 D.地面对B的摩擦力为6 N,水平向右
10.[2019·杭州] 如图所示,几个完全相同的条形磁体叠放在水平桌面上。关于比较甲、乙两图中桌面受到的压力的大小,下列说法正确的是( )
A.图甲中桌面受到的压力比图乙大 B.图乙中桌面受到的压力比图甲大
C.甲、乙两图中桌面受到的压力相等 D.无法确定
11.如图所示,将B,A两个磁环先后套在光滑的木支架上,并使两磁环相对面的极性相同,此时可以看到上方的磁环“悬浮”在空中,设两磁环受到的重力相等,大小都为G,则磁环B对木支架底座的压力F与重力G的大小关系是( ).
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A. F12.假设体积相同的小球在空中下落时,受到的空气阻力与其运动的速度成正比。两个体积相同、重力分别为0.5N和0.9N的小球之间用轻质的短细线相连。细线强度足够大,现将这两个小球从高空由静止开始自由释放,当两球匀速下落时,细线上的拉力为( )
A.0N B.0.2N C.0.4N D.1.4N
13.(2023 宜兴市二模)如图所示,A、B两同学用甲、乙两种方式推墙。甲中A向前推B、B向前推墙;乙中A、B同时向前推墙。每人用力的大小都为F,方向水平向右。已知地面粗糙,则以下说法中正确的是( )
A.甲方式中墙受到的力为2F
B.甲方式中A同学受到地面的摩擦力大小为F
C.甲方式中B同学受到地面的摩擦力大小为F
D.乙方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为2F
14.(2023 杭州二模)如图所示,甲、乙两人分别用100牛顿的水平拉力拉绳,第一次,两人都站地上,“拔河”处于相持状态,第二次甲站在一平板小车上,乙站在地面上则下列分析正确的是( )
A.两次的弹簧秤读数都等于100牛顿
B.两次的弹簧秤读数都等于200牛顿
C.第二次乙会赢得“拔河”比赛,因为地面给乙的摩擦力大于100牛顿
D.第二次乙会赢得“拔河”比赛,因为地面给乙的摩擦力小于100牛顿
15.(2023高港区模拟)A、B是两个材料相同的实心正方体,如图所示,A和B分别以甲、乙、丙三种情况放置在相同的水平桌面上一起做匀速直线运动,三种情况中A物体所受到的摩擦力大小分别为fA甲、fA乙、fA丙,下列说法正确的是( )
A.F1>F2>F3 B.F1<F2=F3 C.fA乙=fA丙>fA甲 D.fA乙=fA丙=fA甲
二、填空题
16.(2023 怀宁县二模)如图所示,甲是一块重为4N的磁体,吸附在铁质黑板B上,并通过轻绳A(不计绳重及绳和轮间的摩擦)与重为10N的铜块乙连接在一起,此时乙恰好能匀速向下运动,则甲受到黑板B摩擦力的大小为 N。
17.(2023 丹阳市)如图,将物块放在水平传送带上,用弹簧测力计水平拉住,当传送带转动时,保持弹簧测力计和物块静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块受到摩擦力的大小为 N,方向为水平向 。若增大传送带的转速,弹簧测力计的示数将 (选填“增大”、“不变”或“减小”)。
18.[2022·金华] 如图,已知物体A的重力为10N,物体B的重力为2N,滑轮与绳子间的摩擦忽略不计。完成下列问题:
(1)如图甲,在B的作用下,物体A水平向右做匀速直线运动,此时物体A受到摩擦力的方向是_______________;
(2)如图乙,若给A施加一个水平向左的拉力,使A向左做匀速直线运动,则拉力F大小为__________N。
19.(2022 张家口一模)如图所示,重为30N的物体A放在粗糙的水平桌面上,质量为10kg的物体B利用细线绕过定滑轮(滑轮光滑)与物体A相连。当用竖直向下的力F作用在物体A上时。物体A、B组成的系统处于静止状态,此时水平桌面对物体A的摩擦力为 N。若撤去竖直向下的力F后,物体A水平向右运动,且速度逐渐增大,物体A速度逐渐增大时受到的滑动摩擦力 (选填“变大”“不变”或“变小”),此时细线对物体A的拉力 (选填“大于”“等于”或“小于”)物体A对细线的拉力。(g=10N/kg)
20.(2022 瑶海区三模)质量为m的物体夹在竖直轨道上,刚好能以v的速度沿竖直轨道匀速下滑(如图甲所示);为了使该物体以2v的速度沿轨道竖直匀速上滑(如图乙所示),则需要对该物体施加的竖直向上的力F=
21.(2022春 庐阳区校级期末)如图所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系如图甲所示,物体的速度v与时间t的关系如图乙所示。第1秒,物体没有被推动,此时物体受到的阻力 推力(大于/等于/小于);第3秒物体受到的摩擦力是 N;若6秒后,撤去推力,物体由于 还将继续往前运动。
三、探究题
22.(2023荔湾区)在学习了影响滑动摩擦力大小的因素后,小柯还是认为:重力越大,滑动摩擦力越大。于是张老师用如图所示装置与他一起实验,证明摩擦力和压力有关而不是与物体所受重力有关。
步骤一:将铁块放在木板上,往沙桶中加入一定量细沙,使压力传感器(可以显示物体对传感器的压力大小)的示数为5.00N,水平拉动木板,读出拉力传感器的示数并记录。
步骤二:换用质量不同、粗糙程度和底面积都相同的铁块,重复步骤一,记录结果如下表:
实验次数 质量不同的铁块 压力传感器示数(N) 拉力传感器示数(N)
1 小 5.00 2.10
2 中 5.00 2.10
3 大 5.00 2.10
请回答下列问题:
(1)第1次实验中应当向 拉动木板(选填“左”“右”),铁块受到的摩擦力为 N,方向向 (选填“左”“右”);
(2)实验中能否用钩码代替细沙?并说明理由 ;
(3)实验次数1~3,细沙质量 (选填“增大”“减小”);
(4)通过实验得出的结论是 。
第一章运动和力复习受力分析专题(参考答案)
一、选择题
1. 【答案】C
【解析】力的示意图与图示.
【分析】小球做匀速直线运动,属于平衡状态,竖直方向上受到的重力和支持力是平衡力。根据平衡力的特点做出选择。
【解答】解:一个小球在正沿着水平方向向右做匀速直线运动,处于平衡状态,只能是受平衡力或不受力;在竖直方向小球受到重力G和支持力F作用,大小相等,方向相反,作用在同一条直线上,是一对平衡力;甲、乙水平方向上受到非平衡力作用,不符合题意;丙在水平方向上不受力,所以丙符合题意。
故选:C。
2. 【答案】A
【解析】摩擦力的方向;摩擦力的大小.
【分析】摩擦力与物体的相对运动方向相反,摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关。
【解答】解:三个棋子a、b、c叠放在一起,用木棒将中间的棋子b打飞,
A.棋子a、c相对于b都是向右运动,故受到棋子b摩擦力的方向都是向左的,方向相同,故A正确,
B、棋子a下表面所受摩擦力的方向向左,c上表面受摩擦力方向向左,而c静止,故受桌面的摩擦力方向向右,故棋子a、c下表面所受摩擦力的方向相反,故B错误;
C.因b相对于ac向左运动,故棋子b上、下表面所受摩擦力的方向都是向右的,故C错误;
D.棋子b上、下表面所受的压力分别等于一个和两个棋子的重力,因压力大小不等,故所受摩擦力的大小不同,故D错误。
故选:A。
3. 【答案】D
【解析】摩擦力的方向;摩擦力的大小.
【解答】解:因为匀速上爬或下滑直立的竿,受到重力和摩擦力作用,重力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,方向相反,上爬和滑下来的过程中重力的大小和方向不变,所以摩擦力大小等于重力,方向竖直向上。故D正确,ABC错误。
故选:D。
4. 【答案】C
【解析】摩擦力的大小.
【分析】首先根据二力平衡知识判断出摩擦力的大小;掌握影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度,根据影响因素判断摩擦力的变化情况。
【解答】解:物体在AB段和BC段对水平面的压力相同,AB段和BC段的粗糙程度相同,BC段物体做匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,拉力等于摩擦力,BC段拉力较大,BC段的摩擦力较大,f1=f2=3N;
同一物体在CD段和BC段对水平路面压力相同,且CD段和BC段的粗糙程度不相同,CD段物体做匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,拉力等于摩擦力,所以物体在CD段所受的摩擦力f3=2N,故C正确,ABD错误。
故选:C。
5. 【答案】D
【解析】摩擦力的大小.
【分析】(1)摩擦力产生的条件是两个物体互相接触、且发生相对运动或具有相对运动趋势;
(2)相互作用力:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在不同物体上。
【解答】解:整个装置静止在水平桌面上,A、B保持相对静止,B对A的静摩擦力和A对B的静摩擦力是一对相互作用力,大小相等,因此B对A的静摩擦力和A对B的静摩擦力的大小相等,B对A的静摩擦力的大小与D弹簧测力计平衡,则大小都是2N,故D正确,BC错误;
整个装置静止在水平桌面上,且受到左右两个大小相等的拉力,所以B相对于地面没有相对运动趋势,地面对B的摩擦力大小为0N,故A错误;
故选:D。
6. 【答案】C
【解析】二力平衡条件的应用;力的作用效果.
【分析】(1)根据力的作用效果判断;
(2)(3)(4)根据二力平衡的知识判断。
【解答】解:A、当手对瓶子施加握力时,瓶子受到挤压,肯定会发生形变,故A正确;
B、当瓶子在空中保持静止状态时,它受到平衡力,即摩擦力与重力相互平衡,二者大小相等,方向相反,因此摩擦力的方向竖直向上,故B正确;
C、瓶子受到的静摩擦力始终等于瓶子的重力,与手的握力大小无关,故C错误;
D、向瓶子里倒入一定量的水后,瓶子的重力增大,而摩擦力等于瓶子和水的总重力,因此摩擦力也增大,故D正确。
故选:C。
7. 【答案】B
【解析】摩擦力的大小.
【分析】根据黑板擦的运动状态,分析其受到的摩擦力是否会发生变化,从而可以得到答案。
【解答】解:
黑板擦处于静止状态或匀速下滑,都是处于平衡状态,所以,摩擦力与重力是一对平衡力,大小均与重力相同,因此f1=f2。
故选:B。
8. 【答案】C
【解析】摩擦力的方向;摩擦力的种类;摩擦力的大小.
【分析】(1)当两物体发生相对运动时,受到的摩擦力为滑动摩擦力;
(2)滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反;
(3)物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,受平衡力作用,即合力为零。
【解答】解:A、因为AB之间发生相对滑动,因此A对B的摩擦力为滑动摩擦力,故A正确;
B、因为A在水平面上向右做匀速直线运动,因此A受到地面对A和B对A水平向左的摩擦力,故B正确;
C、水平方向上,B对A的摩擦力和水平地面对A的摩擦力与水平拉力F的合力为零,则B对A的摩擦力小于水平拉力F,它们不一定平衡力,故C不正确;
D、由于B处于静止状态,因此B受到弹簧测力计的拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,大小相等,故D正确。
故选:C。
9. 【答案】B
【解析】摩擦力的大小;摩擦力的方向.
【分析】静止的物体和匀速直线运动的物体受到平衡力的作用,A做匀速直线运动,首先分析A的受力情况,求出A受到的摩擦力;根据物体间力的作用是相互的,求出B的上表面受到的摩擦力;
B相对于地面进行匀速直线运动,分析B的受力情况,求出B下表面受到的摩擦力。
【解答】解:
两个物体一起向右做匀速直线运动,水平方向上A受到拉力F1和B对A的摩擦力作用,摩擦力和拉力是一对平衡力,大小相等,方向相反,拉力F1是10N,所以B对A的摩擦力的大小是10N,方向水平向左;
根据物体间力的作用是相互的,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对相互作用力,大小相等,方向相反,所以A对B的摩擦力大小是10N,方向水平向右;
物体B进行匀速直线运动,水平方向上受到A对B水平向右的摩擦力、地面对B水平向左的摩擦力、水平向左的拉力F2,这三个力是平衡力,所以地面对B水平向左的摩擦力与水平向左的拉力F2之和等于A对B水平向右的摩擦力,所以B下表面受到地面的摩擦力大小为10N﹣6N=4N,方向水平向左;
因为物体间力的作用是相互的,B 对地面的摩擦力与地面对B的摩擦力大小相等,方向相反,即B对地面的摩擦力为4N,方向水平向右。
综上所述,B正确。
故选:B。
10.【答案】C
【解析】解析:通过整体法,可以知道桌面受到的压力等于两块磁铁的总重力,两磁铁之间的相互作用力属于内力,对桌面的压力不产生影响。
11.【答案】 D
【解析】【答案】 D
【解析】A“悬浮”受平衡力,则A对B的作用力等于A的重力,方向竖直向下,所以B对木支架底座的压力F=2G.D正确.【来源:21
12.【答案】B
【解析】【解答】解:由题意知;两小球体积一样,运动速度相等,每个球受的空气阻力f大小相等。以两小球组成的系统为研究对象,它们受竖直向下的重力G=0.5N+0.9N=1.4N,竖直向上的空气阻力2f作用而匀速运动,由平衡条件得:G=2f,f===0.7N。
以重为0.9N的小球为研究对象,它受竖直向下的重力G1=0.9N,竖直向上的空气阻力f,竖直向上的细线的拉力F作用做匀速直线运动,由平衡条件得:G1=F+f,F=G1﹣f=0.9N﹣0.7N=0.2N。故选:B。
13.【答案】B
【解析】摩擦力的大小;摩擦力的方向.
【分析】推力为弹力,弹力发生在直接接触的物体之间,分别对甲、乙受力分析,然后根据平衡条件和相互作用力的关系进行解答。
【解答】解:ABC、甲方式中,先对A同学水平方向受力分析,受B对A的向左的弹力和地面对A的向右的静摩擦力;
再对B同学水平方向受力分析,受A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力,由B同学静止可知,二力是一对平衡力,
又因A同学和B同学之间的作用力为相互作用力,B与墙壁之间的作用力也为相互作用力,
所以,A对B向右的弹力和墙壁对B向左的弹力大小均为F,
则甲方式中墙受到的力为F,B同学不受摩擦力,A的推力和地面的摩擦力平衡,甲方式中A同学受到地面的摩擦力大小为F故AC错误,B正确;
D、乙方式中,甲、乙两同学均受水平向左墙壁的弹力和地面向右的静摩擦力作用处于平衡状态,
由二力平衡条件可知,地面对两同学的摩擦力都为F,故D错误。
故选:B。
14.【答案】A
【解析】力作用的相互性.
【分析】(1)物体处于平衡状态,此时所受的力是平衡力;
(2)拔河比赛时,人在水平方向上受到绳子的拉力与地面对他的摩擦力,因为两队之间拉力的作用是相互的,作用力和反作用力大小相等,所以谁受到地面的摩擦力大,谁就会获胜。通过增加接触面的粗糙程度、增大压力两个途径可以来增大与地面之间的摩擦。
【解答】解:据图1可知,此时弹簧处于静止,故弹簧受到向左的拉力和向右的拉力相等,即都是100N,故此时弹簧测力计的示数是100N;
对图2可知,由于两人仍用100牛顿的拉力拉绳,故绳子上的拉力始终是100N,故此时弹簧秤的读数为100N,但是由于的左侧人踩在滑板上,即地面对他的摩擦力小于绳子对他的力,故会向右运动,但弹簧测力计的示数仍为100N,则乙与地面间的摩擦力为100N,
综上所述,A正确,BCD错误。
故选:A。
15.【答案】C
【解析】【解答】解:整体分析,甲、乙、丙三图中物块对地面的压力等于A、B两物体的总重力,所以压力相同,A、B材料相同,接触面的粗糙程度相同,所以A、B两个物体所受的摩擦力相同,匀速运动时,水平方向的推力等于摩擦力,所以,F1=F2=F3,故A、B选项错误;
图甲中,物体A对地面的压力等于A的重力;图乙中,A对地面的压力等于AB的总重力,接触面的粗糙程相同,则fA乙>fA甲;
对于丙图:对整体分析,整体对桌面的压力等于AB的总重力,此时的推力等于桌面对B的摩擦力;
对B受力分析,B在水平方向上受到水平向左的桌面对B的摩擦力、水平向右的A对B的摩擦力,这两个力大小相等,根据力的相互性可知,B对A的摩擦力等于A对B的摩擦力,综上所述,推力F3等于地面对B的摩擦力,即fA丙=F3;
综上所述:fA乙=fA丙>fA甲,故C正确,D错误。
故选:C。
二、填空题
16.【答案】6
【解析】摩擦力的大小.
【分析】对甲受力分析,根据力的平衡条件求出摩擦力的大小。
【解答】解:由图可知,图中为一定滑轮,定滑轮只改变拉力的方向,不改变拉力的大小。对甲进行受力分析可知,甲受竖直向下的重力、黑板B对其竖直向下的摩擦力f和绳子对其竖直向上的拉力,故甲受到黑板B的摩擦力f=F拉﹣G甲=G乙﹣G甲=10N﹣4N=6N。故答案为:6。
17.【答案】4;左;不变
【解析】摩擦力的大小;摩擦力的方向.
【分析】(1)摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反;
物块相对于地面静止不动,此时物块受到弹簧测力计的拉力与物块受到的摩擦力是一对平衡力,由二力平衡条件判断摩擦力的大小;
(2)滑动摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关,由二力平衡条件分析测力计示数的变化。
【解答】解:(1)由图知,传送带逆时针转动,则物块相对于传送带向右运动,所以物块受到摩擦力的方向水平向左;
物块相对于地面静止不动,此时物块受到弹簧测力计的拉力与物块受到的摩擦力是一对平衡力,由二力平衡条件可得物块所受摩擦力的大小f=F=4N;
(2)若增大传送带的转速,物块与传送带之间的压力大小不变、接触面的粗糙程度不变,所以物块受到的摩擦力大小不变,物块仍然处于静止状态,其受力平衡,弹簧测力计示数仍等于摩擦力的大小,故弹簧测力计的示数将不变。
故答案为:4;左;不变。
18.【答案】(1)水平向左 (2)4
【解析】[命题考向: 考查物体的运动状态与受力分析、二力平衡的应用。解析:(1)根据定滑轮的特点可知,图甲中物体A受到绳子的拉力等于物体B的重力,由于物体A水平向右做匀速直线运动,说明物体A在水平方向上受力平衡,即所受摩擦力与绳子拉力大小相等、方向相反,故物体A受到水平向左的、大小为2N的摩擦力。(2)图乙中物体A向左做匀速直线运动,即此时所受摩擦力为水平向右、大小为2N,根据受力平衡分析可得F拉=f+F绳=2N+2N=4N。]
故答案为 (1)水平向左 (2)4
19.【答案】100;不变;等于
【解析】摩擦力的大小.
【分析】(1)根据二力平衡分析解答;
(2)物体做匀速直线运动时,在水平方向上处于平衡状态,物体受到的拉力大于滑动摩擦力,物体加速运动据此分析。
【解答】解:重为30N的物体A放在粗糙的水平桌面上,质量为10kg的物体B利用细线绕过定滑轮(滑轮光滑)与物体A相连。当用竖直向下的力F作用在物体A上时。物体A、B组成的系统处于静止状态,拉力与物体A受到的静摩擦力二力平衡,此时水平桌面对物体A的摩擦力为:f=F=GB=mBg=10kg×10N/kg=100N;
当物体A在水平方向做加速直线运动时,物体A对桌面的压力和物体A与桌面的粗糙程度不变,在物体A速度逐渐增大时受到的滑动摩擦力不变;
细线对物体A的拉力和物体A对细线的拉力是一对相互作用力,大小相等。
故答案为:100;不变;等于。
【点评】本题主要考查了摩擦力、二力平衡的知识,常见题目。
20.【答案】2mg
【解析】二力平衡条件的应用.
【分析】二力平衡条件:二力的大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在一个物体上。
通过物体匀速下滑时的条件分析出木板对物体的摩擦力,然后分析物体匀速上升时物体的摩擦力的方向。根据二力平衡条件得出力F的大小。
【解答】解:质量为m的物体夹在两块木板之间匀速竖直下滑,此时所受摩擦力方向竖直向上,则摩擦力与物体的重力是一对平衡力,所以f=mg。
为了使该物体以2v的速度沿轨道竖直匀速上滑,此时物体所受摩擦力竖直向下,但摩擦力的大小不变,所以F=f+mg=2mg。
故答案为:2mg。
【点评】此题主要考查了二力平衡条件的应用,解决此题关键是确定摩擦力的大小和方向。要充分利用二力平衡的条件。
21.【答案】等于;2;惯性。
【解析】摩擦力的大小;力与图象的结合.
【分析】(1)由图乙的v﹣t图象可以知道,在0~2s内,物体速度为零,物体处于静止状态,根据二力平衡分析回答;
(2)由图乙的v﹣t图象可知在4~6s内物体处于匀速直线运动状态,由二力平衡条件可知受到的滑动摩擦力,根据影响滑动摩擦力大小的两个因素不变确定故摩擦力不变,据此分析;
(3)拉力突然撤消时,物体由于惯性要保持原来的运动状态,向前滑行。
【解答】解:(1)由v﹣t图象可知,在0~2s内,物体速度为零,即物体处于静止状态,此时物体受到静摩擦力,二力平衡,所以物体受到的阻力等于推力;
(2)由F﹣t图象可知在4~6s,推力F=2N;由v﹣t图象可知,在4~6s内物体处于匀速直线运动状态,由二力平衡条件可知,物体所受到的滑动摩擦力f与推力F是一对平衡力,此时滑动摩擦力等于推力,即f=F=2N;
由F﹣t图象可知在2~4s,推力F′=3N,根据v﹣t图象可知此时物体做加速运动,但因接触面的粗糙程度不变、物体与地面间的压力不变,故滑动摩擦力不变,则在3s时物体受到的摩擦力仍然是2N;
(3)若6秒后,撤去拉力后,物体由于惯性要保持原来的运动状态,继续向前运动。
故答案为:等于;2;惯性。
【点评】此题考查了学生对图象问题的分析能力及二力平衡的知识,确定物体匀速直线运动时受到的滑动摩擦力是关键。
三、探究题
22.【答案】(1)左;2.10;左;
(2)实验中不能用钩码代替细沙,因为钩码的质量是固定的不能连续变化,细沙的质量可以连续变化,方便控制铁块对水平木板的压力;
(3)增大;
(4)在压力和接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小相同。
【解析】【解答】解:(1)实验中,水平向左拉动木板时,铁块相对地面静止,铁块在水平方向受到向左的摩擦力和拉力传感器向右的拉力,根据二力平衡的知识可知,水平方向受到的滑动摩擦力和拉力大小相同,由表格数据知,第1次实验中铁块受到的摩擦力为2.10N,方向向左;
(2)钩码的质量是固定的不能连续变化,细沙的质量可以连续变化,方便控制铁块对水平木板的压力,因此,实验中不能用钩码代替细沙;
(3)分析表格数据知,实验次数1~3,铁块的质量由小到大,而压力传感器的示数不变,说明沙桶中细沙的质量增大;
(4)三次实验中,木板受到的压力和接触面的粗糙程度相同,摩擦力大小相同,可得出结论:在压力和接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小相同。
故答案为:(1)左;2.10;左;(2)实验中不能用钩码代替细沙,因为钩码的质量是固定的不能连续变化,细沙的质量可以连续变化,方便控制铁块对水平木板的压力;(3)增大;(4)在压力和接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小相同。
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