素养培优课练习(二) 物体受力分析
一、选择题
1．如图所示，甲、乙两位同学做一种特殊的“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧水平收回手掌以达到拖拉凳子的目的．如果甲、乙与凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳子上面放四块砖，则下列判断正确的是( )
A．凳子向甲方移动
B．凳子向乙方移动
C．凳子在原地不会被拉动
D．凳子向体重大的同学一方移动
B [本题考查最大静摩擦力的概念与规律，甲、乙与凳子下表面各处的粗糙程度相同，但是凳子的右端上面放了四块砖，这样乙与凳子间的压力就大一些，所以最大静摩擦力就大，这就决定了乙与凳子之间不容易滑动，所以凳子向乙方移动，选项B正确．]
2．一物块m在水平力拉动下，沿静止的水平传送带由A端运动到B端，如图甲所示，这时所受摩擦力为F1；现开动机械让传送带向左匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时所受摩擦力大小为F2，如图乙所示．F1、F2的大小关系满足( )
A．F1＝F2
B．F1C．F1>F2
D．上述三种情况都有可能
A [两种情况下，物块与传送带之间均为滑动摩擦力，只是相对速度不同而已；由滑动摩擦力的计算公式Ff＝μFN可知，滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关，故选A．]
3．原来在水平地面上的小物块受到瞬时撞击后，沿光滑斜面向上滑动，如图所示，则小物块沿斜面向上滑动的过程中受到几个力作用( )
A．一个 B．两个
C．三个 D．四个
B [物体在滑动过程中，受竖直向下的重力、垂直于支持面的弹力；由于接触面光滑没有摩擦力，故物体只受两个力，故B正确，A、C、D错误．]
4．如图所示，两个物体A、B的质量均为1
kg，各接触面间的动摩擦因数均为0.3，同时用F＝1
N的两个水平力分别作用在A、B上，则地面对物体B、B对物体A的摩擦力分别为(g取10
m/s2)( )
A．6
N 3
N
B．1
N 1
N
C．0 1
N
D．0 2
N
C [以A、B整体为研究对象进行受力分析，可知地面对B的摩擦力为零；再以A为研究对象进行受力分析，Ff＝μmg＝3
N>1
N，可知B对A的摩擦力与力F大小相等、方向相反，即为1
N，所以选项C正确．]
5．如图所示，在研究摩擦力的实验中，通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F，小桶的质量忽略不计，则小物块A所受的摩擦力Ff随拉力F的变化关系是( )
B [当F较小时，小车不动，与A间是静摩擦力，随着F的增大而增大，当F达到最大静摩擦力后车滑动，与A间是滑动摩擦力，比最大静摩擦力稍小，之后F增大，摩擦力不变．故选项B正确．]
6．(新情境题)如图，日常生活中平板小车在搬运货物方面有着广泛的应用，图乙是某同学用平板小车运送物体的原理图，小车在拉力作用下由静止向右滑行了一段距离x，同时车上的物体A相对车向左滑行L，则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．物体A受到的摩擦力为阻力，方向水平向左
B．物体A受到的摩擦力为阻力，方向水平向右
C．物体A受到的摩擦力为动力，方向水平向左
D．物体A受到的摩擦力为动力，方向水平向右
D [因为物体相对小车向左滑动，那么受到小车向右的滑动摩擦力的作用，相对地面是向右运动的，即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同，所以是动力，故选项D正确．]
7．(新情境题)如图所示为某新型夹砖机，它能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率．已知该新型夹砖机能夹起质量为m的砖，两支“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设最大静擦力等于滑动摩擦力)，则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为( )
A．μ＝
B．μ＝
C．μ＝
D．μ＝
B [对砖进行受力分析，根据平衡条件得：2f＝mg，即2μFmax＝mg，解得：μ＝，故B正确．]
8．(多选)如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是
( )
A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上
B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大
C．木块沿墙壁向下运动时，墙壁对木块的弹力始终与力F等大反向
D．若木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用
ACD [木块静止，木块竖直方向受向下的重力和向上的摩擦力的作用，两者大小相等，方向相反，F增大，摩擦力不变，A正确，B错误；墙壁对木块的弹力和力F是一对平衡力，等大反向，C正确；当撤去F，墙壁与木块间无弹力，所以木块不受摩擦力作用，D正确．]
9．如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，物块位于水平面上．A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点，A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2．物块与地面间的最大静摩擦力为Fmax，则弹簧的劲度系数为( )
A．
B．
C．
D．
C [设弹簧原长为L，由胡克定律，对物块离墙壁最近的点有k(L－x1)＝Fmax，对物块离墙壁最远的点有k(x2－L)＝Fmax，联立解得k＝，选项C正确．]
10．(多选)如图所示，A叠放在B上，B放在斜面上，A、B均处于静止状态，下列叙述正确的是( )
A．B相对A与B相对斜面的运动趋势相同
B．B相对A的运动趋势方向沿斜面向上
C．A相对B的运动趋势方向沿斜面向上
D．B相对斜面的运动趋势方向沿斜面向下
BD [对A分析，假设A、B间光滑，则A相对B向下运动，故A相对B的运动趋势沿斜面向下，由相对运动知，B相对A的运动趋势沿斜面向上．假设B与斜面间光滑，则B相对斜面向下滑动，故B相对斜面的运动趋势沿斜面向下，所以选项B、D正确．]
二、非选择题
11．如图所示，物体A重GA＝40
N，物体B重GB＝20
N，A与B、B与地面之间的动摩擦因数相同．用水平绳将物体A系在墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30
N时，才能将B匀速拉出．求接触面间的动摩擦因数．
[解析] 设接触面间的动摩擦因数为μ，物体A与B间的滑动摩擦力为F1＝μGA
物体B与地面间的滑动摩擦力为
F2＝μ(GA＋GB)
将B匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等，有F＝μGA＋μ(GA＋GB)＝μ(2GA＋GB)
解得μ＝0.3．
[答案] 0.3
12．有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200
g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2
mm．现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800
g的书，当按钮压缩量为2.4
mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．取g＝10
m/s2，试求：
(1)圆珠笔内小弹簧的劲度系数；
(2)书与桌面间的动摩擦因数．
[解析] (1)由于砝码处于静止，则kx＝mg，所以有k＝＝
N/m＝1
000
N/m．
(2)要使书恰好能匀速运动，则kx′＝μm′g得μ＝＝
＝0.3．
[答案] (1)1
000
N/m (2)0.3
13．如图所示，一质量不计的弹簧原长为10
cm，一端固定于质量m＝2
kg的物体上，在另一端施加一水平拉力F．若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12
cm时，物体恰好做匀速运动(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10
m/s2，弹簧始终在弹性限度内)．
(1)求弹簧的劲度系数；
(2)若将弹簧拉长至11
cm时，求稳定后物体受到的摩擦力大小；
(3)若将弹簧拉长至13
cm时，求物体受到的摩擦力大小；
(4)若运动过程中突然撤去拉力，求此时物体受到的摩擦力大小．
[解析] (1)物体做匀速运动时，根据二力平衡有
k(x－x0)＝μmg
则k＝＝N/m＝200
N/m．
(2)弹力F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10)N＝2
N，
由最大静摩擦力等于滑动摩擦力，
可得Ffm＝μmg＝0.2×2×10
N＝4
N
故将弹簧拉长至11
cm时物体静止，所受静摩擦力Ff1＝F1＝2
N．
(3)弹力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10)N＝6
N
F2>Ffm
故将弹簧拉长至13
cm时，物体将运动，此时所受到的滑动摩擦力为
Ff2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10
N＝4
N．
(4)撤去拉力时，物体运动过程中受到的是滑动摩擦力，Ff3＝μFN＝μmg＝4
N．
[答案] (1)200
N/m (2)2
N (3)4
N (4)4
N
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一、选择题
1．如图所示，甲、乙两位同学做一种特殊的“拔河”游戏，两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端，保持凳子水平，然后各自向两侧水平收回手掌以达到拖拉凳子的目的．如果甲、乙与凳子下表面各处的粗糙程度相同，且在乙端的凳子上面放四块砖，则下列判断正确的是( )
A．凳子向甲方移动
B．凳子向乙方移动
C．凳子在原地不会被拉动
D．凳子向体重大的同学一方移动
2．一物块m在水平力拉动下，沿静止的水平传送带由A端运动到B端，如图甲所示，这时所受摩擦力为F1；现开动机械让传送带向左匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时所受摩擦力大小为F2，如图乙所示．F1、F2的大小关系满足( )
A．F1＝F2
B．F1C．F1>F2
D．上述三种情况都有可能
3．原来在水平地面上的小物块受到瞬时撞击后，沿光滑斜面向上滑动，如图所示，则小物块沿斜面向上滑动的过程中受到几个力作用( )
A．一个 B．两个
C．三个 D．四个
4．如图所示，两个物体A、B的质量均为1
kg，各接触面间的动摩擦因数均为0.3，同时用F＝1
N的两个水平力分别作用在A、B上，则地面对物体B、B对物体A的摩擦力分别为(g取10
m/s2)( )
A．6
N 3
N
B．1
N 1
N
C．0 1
N
D．0 2
N
5．如图所示，在研究摩擦力的实验中，通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F，小桶的质量忽略不计，则小物块A所受的摩擦力Ff随拉力F的变化关系是( )
6．(新情境题)如图，日常生活中平板小车在搬运货物方面有着广泛的应用，图乙是某同学用平板小车运送物体的原理图，小车在拉力作用下由静止向右滑行了一段距离x，同时车上的物体A相对车向左滑行L，则下列说法正确的是( )
甲 乙
A．物体A受到的摩擦力为阻力，方向水平向左
B．物体A受到的摩擦力为阻力，方向水平向右
C．物体A受到的摩擦力为动力，方向水平向左
D．物体A受到的摩擦力为动力，方向水平向右
7．(新情境题)如图所示为某新型夹砖机，它能用两支巨大的“手臂”将几吨砖夹起，大大提高了工作效率．已知该新型夹砖机能夹起质量为m的砖，两支“手臂”对砖产生的最大压力为Fmax(设最大静擦力等于滑动摩擦力)，则“手臂”与砖之间的动摩擦因数至少为( )
A．μ＝
B．μ＝
C．μ＝
D．μ＝
8．(多选)如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是
( )
A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上
B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大
C．木块沿墙壁向下运动时，墙壁对木块的弹力始终与力F等大反向
D．若木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受滑动摩擦力作用
9．如图所示，一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接，物块位于水平面上．A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点，A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2．物块与地面间的最大静摩擦力为Fmax，则弹簧的劲度系数为( )
A．
B．
C．
D．
10．(多选)如图所示，A叠放在B上，B放在斜面上，A、B均处于静止状态，下列叙述正确的是( )
A．B相对A与B相对斜面的运动趋势相同
B．B相对A的运动趋势方向沿斜面向上
C．A相对B的运动趋势方向沿斜面向上
D．B相对斜面的运动趋势方向沿斜面向下
二、非选择题
11．如图所示，物体A重GA＝40
N，物体B重GB＝20
N，A与B、B与地面之间的动摩擦因数相同．用水平绳将物体A系在墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30
N时，才能将B匀速拉出．求接触面间的动摩擦因数．
12．有一种圆珠笔，内部有一根小弹簧．如图所示，当笔杆竖直放置时，在圆珠笔尾部的按钮上放一个200
g的砝码，砝码静止时，弹簧压缩量为2
mm．现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800
g的书，当按钮压缩量为2.4
mm(未超过弹簧的弹性限度)时，这本书恰好匀速运动．取g＝10
m/s2，试求：
(1)圆珠笔内小弹簧的劲度系数；
(2)书与桌面间的动摩擦因数．
13．如图所示，一质量不计的弹簧原长为10
cm，一端固定于质量m＝2
kg的物体上，在另一端施加一水平拉力F．若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12
cm时，物体恰好做匀速运动(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10
m/s2，弹簧始终在弹性限度内)．
(1)求弹簧的劲度系数；
(2)若将弹簧拉长至11
cm时，求稳定后物体受到的摩擦力大小；
(3)若将弹簧拉长至13
cm时，求物体受到的摩擦力大小；
(4)若运动过程中突然撤去拉力，求此时物体受到的摩擦力大小．
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