第三章 相互作用-1 重力弹力摩擦力 高三物理一轮复习
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TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc112353509" 「重力和重心」 PAGEREF _Tc112353509 \h 1
\l "_Tc112353510" 「弹力的判断」 PAGEREF _Tc112353510 \h 2
\l "_Tc112353511" 「轻弹簧和胡克定律」 PAGEREF _Tc112353511 \h 4
\l "_Tc112353512" 「轻绳和轻杆的受力特点」 PAGEREF _Tc112353512 \h 6
\l "_Tc112353513" 「摩擦力」 PAGEREF _Tc112353513 \h 12
「重力和重心」
1.下列关于重力的说法中正确的是( )
A.物体只有静止时才受重力作用
B.重力的方向总是指向地心
C.地面上的物体在赤道上所受重力最小
D.物体挂在弹簧测力计下,弹簧测力计的示数一定等于物体的重力
【答案】C
【解析】
物体受到重力的作用,与物体的运动状态无关,A错误;重力的方向总是竖直向下,不一定指向地心,B错误;赤道上重力加速度最小,因此地面上的物体在赤道上所受重力最小,C正确;物体挂在弹簧测力计下处于平衡状态时,弹簧测力计的示数才等于物体的重力,D错误。
2.(多选)如图所示,两辆车在以相同的速度做匀速运动,根据图中所给信息和所学知识你可以得出的结论是( )
A.物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点
B.重力的方向总是垂直向下的
C.物体重心的位置与物体形状和质量分布有关
D.力是使物体运动的原因
【答案】AC
【解析】
物体各部分都受重力作用,但可以认为物体各部分所受重力集中于一点,这个点就是物体的重心,重力的方向总是和水平面垂直,是竖直向下而不是垂直向下,所以A正确,B错误;从题图中可以看出,汽车(包括货物)的形状和质量分布发生了变化,重心的位置就发生了变化,故C正确;力不是使物体运动的原因,而是改变物体运动状态的原因,所以D错误。
「弹力的判断」
3.(多选)在各项体育运动中,有弹力出现的情况比较普遍,如图所示为三米板跳水比赛.运动员在走板过程中,下列关于形变和弹力的说法正确的是( )
A.跳板发生形变,运动员的脚没有发生形变
B.跳板和运动员的脚都发生了形变
C.运动员受到的支持力是跳板发生形变而产生的
D.跳板受到的压力是跳板发生形变而产生的
【答案】BC
【解析】
A错,B对:运动员在走板过程中,运动员的脚和跳板都会发生形变,形变的物体产生弹力.C对:运动员所受弹力是由跳板发生形变产生的.D错:跳板受到的压力是由运动员的脚发生形变产生的.
4.如图所示,一小车的上表面由一光滑水平面和光滑斜面连接而成,其上放一球,球与水平面的接触点为a,与斜面的接触点为b。当小车和球一起在水平桌面上做直线运动时,下列结论正确的是( )
A.球在a、b两点处一定都受到支持力
B.球在a点处一定受到支持力,在b点处一定不受支持力
C.球在a点处一定受到支持力,在b点处不一定受到支持力
D.球在a点处不一定受到支持力,在b点处也不一定受到支持力
【答案】D
【解析】
若小车和球一起做匀速直线运动,则球在b点处不受支持力作用;若小车和球一起向左做匀加速(或者向右做匀减速)直线运动,则球在a点处受到的支持力可能为零,选项D正确。
5.(多选)如图所示,一小球固定在轻杆上端,AB为水平轻绳,小球处于静止状态(图中F1水平,F3竖直),则杆对小球的作用力方向可能是( )
A.F1 B.F2 C.F3 D.F4
【答案】BC
【解析】
本题中杆为“定杆”,杆上的力就不一定沿杆的方向,小球处于静止状态,则杆对小球的作用力方向在重力与轻绳拉力夹角的对顶角范围内(不含水平方向),当绳拉力为零时,杆对小球的作用力竖直向上,如图所示
所以杆对小球的作用力方向可能是F2和F3,选项B、C正确.
6.画出图所示情景中物体A受力的示意图。
【答案】如图所示
「轻弹簧和胡克定律」
7.如图所示,小车受到水平向右的弹力作用,与该弹力有关的说法中正确的是( )
A.弹簧发生拉伸形变
B.弹簧发生压缩形变
C.该弹力是小车形变引起的
D.该弹力的施力物体是小车
【答案】A
【解析】
弹簧发生形变处于拉伸状态,有恢复原状的趋势,故A正确。
8.一轻质弹簧原长为 8 cm,在4 N的拉力作用下伸长了2 cm,弹簧未超出弹性限度。则该弹簧的劲度系数为( )
A.40 m/N B.40 N/m
C.200 m/N D.200 N/m
【答案】D
【解析】
由胡克定律得劲度系数k=eq \f(F,x)=200 N/m,选项D正确。
9.(多选)如图所示是锻炼身体用的拉力器,并列装有四根相同的弹簧,每根弹簧的自然长度都是40 cm,某人用600 N的力把它们拉长至1.6 m,则( )
A.人的每只手受到拉力器的拉力为300 N
B.每根弹簧产生的弹力为150 N
C.每根弹簧的劲度系数为125 N/m
D.每根弹簧的劲度系数为500 N/m
【答案】BC
【解析】
每只手的拉力均为600 N,故选项A错误;每根弹簧的弹力为F=eq \f(600,4) N=150 N,故选项B正确;每根弹簧的劲度系数k=eq \f(F,x)=eq \f(150,1.6-0.4) N/m=125 N/m,故选项C正确,D错误。
10.如图所示为一轻质弹簧的长度和弹力大小的关系图象。根据图象判断,正确的结论是( )
A.弹簧的原长为6 cm
B.弹簧的劲度系数为1 N/m
C.可将图象中右侧的图线无限延长
D.该弹簧两端各加2 N拉力时,弹簧的长度为10 cm
【答案】A
【解析】
由题图读出,弹簧的弹力F=0时,弹簧的长度为L0=6 cm,即弹簧的原长为6 cm,故A正确;由题图读出弹力为F1=2 N时,弹簧的长度为L1=4 cm,弹簧压缩的长度x1=L0-L1=2 cm=0.02 m,由胡克定律得弹簧的劲度系数为k=eq \f(F1,x1)=eq \f(2 N,0.02 m)=100 N/m,故B错误;弹簧都有一定的弹性限度,故右侧图线的长度不能无限延长,故C错误;该弹簧两端各加2 N拉力时,弹簧弹力为2 N,弹簧伸长2 cm,长度为8 cm,故D错误。
11.(多选)如图所示是探究某根弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图,下列说法中正确的是( )
A.弹簧的劲度系数是2 N/m
B.弹簧的劲度系数是2×103 N/m
C.当弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧伸长量为x2=40 cm
D.当弹簧伸长量为x1=20 cm时,弹簧产生的拉力是F1=200 N
【答案】BC
【解析】
根据弹簧的伸长量x与所受拉力F之间的关系图可知,当x=10 cm时,弹簧的弹力F=2×102 N,由胡克定律得,该弹簧的劲度系数k=Fx=2×102 N10×10-2 m=2×103 N/m,选项A错误,B正确;当弹簧受F2=800 N的拉力作用时,弹簧伸长量为x2=F2k=800 N2×103Nm=0.4 m=40 cm,选项C正确;当弹簧伸长量为x1=20 cm时,弹簧产生的拉力F1=kx1=2×103×0.2 N=400 N,选项D错误.
12.如图所示,质量均为m的木块A和B,用一个劲度系数为k的轻质弹簧连接,最初系统静止,现在用力缓慢拉A直到B刚好离开地面,则这一过程A上升的高度为( )
A.eq \f(mg,k) B.eq \f(2mg,k)
C.eq \f(3mg,k) D.eq \f(4mg,k)
【答案】B
【解析】
最初弹簧处于压缩状态,根据平衡条件对A有kΔl1=mg,B刚好离开地面时弹簧处于拉伸状态,根据平衡条件对B有kΔl2=mg,这一过程A上升的高度为Δl1+Δl2=eq \f(2mg,k),故选项B正确。
「轻绳和轻杆的受力特点」
13.(多选)关于弹力,下列说法正确的是( )
A.弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反
B.轻绳中的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向
C.轻杆中的弹力方向一定沿着轻杆
D.在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比
【答案】ABD
【解析】
弹力方向总使物体有恢复原状的效果,A正确;轻绳的弹力一定沿绳,指向收缩方向,B正确;轻杆的作用力不一定沿杆,C错误;弹簧在弹性限度内符合胡克定律,D正确。
14.图中光滑小球都与下表面接触,则小球一定受支持力的是( )
【答案】 C
【解析】
ABD中,细绳拉力和小球重力相等,则斜面对小球没有作用力,故选C。
15.如图所示,小车内沿竖直方向的一根轻质弹簧和一条与竖直方向成α角的细绳拴接一小球。当小车与小球相对静止,一起在水平面上运动时,下列说法正确的是( )
A.细绳一定对小球有拉力的作用
B.轻弹簧一定对小球有弹力的作用
C.细绳不一定对小球有拉力的作用,但是轻弹簧对小球一定有弹力
D.细绳不一定对小球有拉力的作用,轻弹簧对小球也不一定有弹力
【答案】D
【解析】
当小车匀速运动时,弹簧弹力大小等于小球重力大小,细绳的拉力FT=0;当小车和小球向右做匀加速直线运动时绳的拉力不能为零,弹簧弹力有可能为零,故D正确。
16.如图所示,倾角为30°、重力为80 N的斜面体静止在水平地面上,一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,另一端固定一个重力为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是( )
A.轻杆对小球的作用力沿轻杆向上,大于2 N
B.地面对斜面体的支持力为80 N
C.小球对轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下
D.轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向上
【答案】C
【解析】
本题考查固定轻杆上的弹力.对小球受力分析,受到轻杆的作用力和竖直向下的重力,处于静止状态,所以二力平衡,等大反向,轻杆对小球的作用力方向竖直向上,大小等于2 N,根据牛顿第三定律可知,小球对轻杆的作用力方向竖直向下,大小为2 N,A、D错误,C正确;将斜面体和小球看成一个整体,整体受到重力和地面的支持力,故地面对斜面体的支持力等于整体的重力之和,为82 N,B错误.
17.如图所示,悬挂甲物体的细线拴牢在一不可伸长的轻质细绳上O点处;绳的一端固定在墙上,另一端通过光滑定滑轮与物体乙相连。甲、乙两物体质量相等。系统平衡时,O点两侧绳与竖直方向的夹角分别为α和β。若α=70°,则β等于( )
A.45° B.55°
C.60° D.70°
【答案】B
【解析】
对O点进行受力分析,如图所示。
因为甲、乙物体质量相等,所以F1与F2大小相等,合成的平行四边形为菱形,α=70°,则∠1=∠2=55°,F1和F2的合力与F3等大反向,β=∠2,故B正确。
18.如图所示,一不可伸长的轻绳左端固定于O点,右端跨过位于O′点的光滑定滑轮悬挂一质量为1 kg的物体,OO′段水平,O、O′间的距离为1.6 m,绳上套一可沿绳自由滑动的轻环,现在轻环上悬挂一钩码(图中未画出),平衡后,物体上升0.4 m,物体未碰到定滑轮。则钩码的质量为(sin 53°=0.8)( )
A.1.2 kg B.1.6 kg
C.eq \r(2) kg D.eq \f(\r(2),2) kg
【答案】A
【解析】
重新平衡后,绳子形状如图所示
设钩码的质量为M,由几何关系知,绳子与竖直方向夹角为θ=53°,根据平衡条件可得2FTcs 53°=Mg,FT=mg,解得M=1.2 kg,故A正确,BCD错误。
19.如图,两个轻环a和b套在位于竖直面内的一段固定圆弧上;一细线穿过两轻环,其两端各系一质量为m的小球.在a和b之间的细线上悬挂一小物块.平衡时,a、b间的距离恰好等于圆弧的半径.不计所有摩擦.小物块的质量为( )
A. m2 B. 32m
C.m D.2m
【答案】C
【解析】
如图所示,由于不计摩擦,线上张力处处相等,且轻环受细线的作用力的合力方向指向圆心.
由于a、b间距等于圆弧半径,则∠aOb=60°,进一步分析知,细线与aO、bO间的夹角皆为30°.取悬挂的小物块研究,悬挂小物块的细线张角为120°,由平衡条件知,小物块的质量与小球的质量相等,即为m.故选项C正确.
20.如图所示,水平直杆OP右端固定于竖直墙上的O点,长为L=2 m的轻绳一端固定于直杆P点,另一端固定于墙上O点正下方的Q点,OP长为d=1.2 m,重为8 N的钩码用质量不计的光滑挂钩挂在轻绳上且处于静止状态,则轻绳的弹力大小为( )
A.10 N B.8 N C.6 N D.5 N
【答案】D
【解析】
设挂钩所在处为N点,延长PN交墙于M点,如图所示.
同一条绳子拉力相等,根据对称性可知两边的绳子与竖直方向的夹角相等,设为α,则根据几何关系可知∠NQM=∠NMQ=α,故NQ=MN,即PM等于绳长;根据几何关系可得:sin α=POPM=1.22=0.6,则cs α=0.8,根据平衡条件可得:2FTcs α=G,解得:FT=5 N,故D正确.
21.如图为两种形式的吊车的示意图,OA为可绕O点转动的轻杆,轻杆的重力不计,AB为缆绳,当它们吊起相同重物时,杆OA在图10(a)、(b)中的受力分别为Fa、 Fb,则下列关系正确的是( )
A.Fa=Fb B.Fa>Fb
C.Fa<Fb D.大小不确定
【答案】A
【解析】
对题图中的A点受力分析,则由图甲可得Fa=Fa′=2mgcs 30°=eq \r(3)mg
由图乙可得tan 30°=eq \f(mg,Fb′)
则Fb=Fb′=eq \r(3)mg,故Fa=Fb。
22.如图所示,与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定,另一端固定一个质量为m的小球,水平轻质弹簧处于压缩状态,弹力大小为eq \f(3,4)mg(g表示重力加速度),则轻杆对小球的弹力大小为( )
A.eq \f(5,3)mg B.eq \f(3,5)mg
C.eq \f(4,5)mg D.eq \f(5,4)mg
【答案】D
【解析】
小球处于静止状态,其合力为零,对小球受力分析,如图所示
由图中几何关系可得F=eq \r((mg)2+(\f(3,4)mg)2)=eq \f(5,4)mg,选项D正确。
23.如图甲所示,轻绳AD跨过固定在竖直墙上的水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体M1,∠ACB=30°;图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过细绳EP拉住,EP与水平方向也成30°,轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体M2。g取10 m/s2,求:
甲 乙
(1)轻绳AC段的张力FAC与细绳EP的张力FEP之比;
(2)横梁BC对C端的支持力;
(3)轻杆HP对P端的支持力。
【答案】(1)1∶2;(2)100 N,方向与水平方向成30°角斜向右上方;(3)173 N,方向水平向右
【解析】
分别对C点和P点受力分析如图所示。
甲 乙
(1)图甲中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M1的物体,物体处于平衡状态,
绳AC段的拉力FAC=FCD=M1g
图乙中由FEPsin 30°=FPQ=M2g得
FEP=2M2g
所以得eq \f(FAC,FEP)=eq \f(M1g,2M2g)=eq \f(1,2)。
(2)图甲中,根据几何关系得
FC=FAC=M1g=100 N
方向和水平方向成30°角斜向右上方。
(3)图乙中,根据平衡条件有
FEPsin 30°=M2g,FEPcs 30°=FP
所以FP=eq \f(M2g,tan 30°)=eq \r(3)M2g≈173 N,方向水平向右。
「摩擦力」
24.(多选)下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.两物体间有摩擦力时,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们间的弹力方向垂直
B.两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比
C.在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向垂直
D.滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反
【答案】ACD
【解析】
摩擦力方向沿接触面,弹力方向垂直于接触面,且有摩擦力时一定有弹力,A正确;静摩擦力的大小与压力无关,B错误;运动的物体间可能有静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向垂直,例如,静摩擦力提供向心力,C正确;滑动摩擦力可以是动力,也可以是阻力,D正确。
25.《中国制造2025》是国家实施强国战略行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则( )
A.小球受到的摩擦力方向竖直向下
B.小球受到的摩擦力与重力大小相等
C.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
D.若铁夹水平移动,小球受到的摩擦力变大
【答案】B
【解析】
对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据平衡条件可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反,故A项错误,B项正确;增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故C项错误;若水平移动铁夹,由于小球在竖直方向受力始终平衡,则摩擦力大小不变,故D项错误。
26.如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同
B.两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反
C.两图中物体A均不受摩擦力
D.图甲中物体A不受摩擦力,图乙中物体A受摩擦力,方向和F相同
【答案】D
【解析】
题图甲中A做匀速直线运动,合外力为零,水平方向不受外力,故题图甲中A不受摩擦力;题图乙中A处于平衡状态,A的重力使A有沿斜面下滑的趋势,故B对A有与F方向相同的摩擦力.故选D.
27.(多选)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也相同。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( )
A.A物体受到的摩擦力方向向右
B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C.B、C受到的摩擦力方向相同
D.B、C受到的摩擦力方向相反
【答案】BC
【解析】
A物体与传送带一起匀速运动,它们之间无相对运动或相对运动趋势,即无摩擦力作用,A错误;B、C两物体虽运动方向不同,但都处于平衡状态,由沿传送带方向所受合力为零可知,B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用,B、C正确,D错误。
28.如图所示,质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端,弹簧的拉力为5 N时,物体A处于静止状态。若小车以1 m/s2的加速度向右运动,则(g=10 m/s2)( )
A.物体A相对小车向右运动
B.物体A受到的摩擦力减小
C.物体A受到的摩擦力大小不变
D.物体A受到的弹簧的拉力增大
【答案】C
【解析】
由题意得,物体A与小车的上表面间的最大静摩擦力Ffm≥5 N,小车加速运动时,假设物体A与小车仍然相对静止,则物体A所受合力F合=ma=10 N,可知此时小车对物体A的摩擦力为5 N,方向向右,且为静摩擦力,所以假设成立,物体A受到的摩擦力大小不变,故选项A、B错误,C正确;物体A受到的弹簧的拉力大小不变,故D错误。
29.一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力,即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示,其中F1=10 N,F2=2 N。若撤去F1,则木块受到的摩擦力为( )
A.10 N,方向向左B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向右D.0
【答案】C
【解析】
当物体受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知物体所受的摩擦力的大小为8 N,方向向左,可知最大静摩擦力f静max≥8 N。当撤去力F1后,F2=2 N
A.A、B之间的最大静摩擦力
B.水平面与B之间的滑动摩擦力
C.A、B之间的动摩擦因数μAB
D.B与水平面间的动摩擦因数μ
【答案】AB
【解析】
当F大于B与地面间的最大静摩擦力后,拉力传感器才有示数,地面对B的最大静摩擦力为Ffm=kt1,A、B相对滑动后,拉力传感器的示数保持不变,则FfAB=kt2-Ffm=k(t2-t1),选项A、B正确;由于A、B的质量未知,则μAB和μ不能求出,选项C、D错误。
31.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上,受到水平向右的拉力F的作用而向右滑行,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2.下列说法正确的是( )
A.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg
B.木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ2(m+M)g
C.木板受到地面摩擦力的大小一定等于F
D.当F>μ2(m+M)g时,木板便会开始运动
【答案】A
【解析】
木块受到的摩擦力大小:f1=μ1mg,方向:水平向左,由牛顿第三定律得知:木板受到木块的摩擦力方向水平向右,大小等于μ1mg;木块M静止,处于平衡状态,由平衡条件可知:木板受到木块的摩擦力与木板受到地面的摩擦力是一对平衡力,它们大小相等,即:木板受到地面的摩擦力的大小:f2=μ1mg,故A项正确,B项错误;如果木块做匀速直线运动,则:F=μmg,木板受到地面的摩擦力大小:f2=μ1mg=F,故C项错误;当F>μ2(m+M)g时,此时m对M的作用力仍为μ1mg,木板M仍处于静止状态,木板不会运动,故D项错误.
32.(多选)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上的质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示,下列说法正确的是(g取10 m/s2)( )
A.木箱所受的最大静摩擦力Ffm=21 N
B.木箱所受的最大静摩擦力Ffm=20 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
【答案】AD
【解析】
木箱受到的静摩擦力随推力的增大而增大,最大静摩擦力为21 N,当推力F>21 N时,摩擦力为滑动摩擦力,大小为20 N,木箱与地面间的动摩擦因数μ=Ffmg=0.2,选项A、D正确.
33.如图,工地上常用夹钳搬运砖块.已知砖块均为规格相同的长方体,每块质量为2.8 kg,夹钳与砖块之间的动摩擦因数为μ1=0.50,砖块之间的动摩擦因数为μ2=0.35,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,g取10 m/s2.搬运7块砖时,夹钳对砖块竖直一侧壁施加的压力大小至少应为( )
A.196 N B.200 N C.392 N D.400 N
【答案】B
【解析】
将7块砖当作整体为研究对象进行受力分析,竖直方向受重力和两个静摩擦力F1,根据二力平衡条件有2F1=7mg,设夹钳对砖块的压力为FN1,夹钳与砖块之间不发生相对滑动的条件是静摩擦力小于等于最大静摩擦力,即F1≤μ1FN1,代入数据解得FN1≥196 N;再将除最外侧两块砖的里面5块砖当作整体为研究对象进行受力分析,竖直方向受重力和两个静摩擦力F2,根据二力平衡条件有2F2=5mg,设最外侧砖对里面5块砖的压力为FN2,最外侧砖与里面5块砖之间不发生相对滑动的条件是静摩擦力小于等于最大静摩擦力,即F2≤μ2FN2,代入数据解得FN2≥200 N,又因为内侧5块砖之间的摩擦力小于最外侧砖对里面5块砖整体的摩擦力,所以只要最外侧砖与里面5块砖整体之间不发生相对滑动,里面5块砖之间一定不会发生相对滑动,因此要保证各接触面之间都不发生相对滑动,则夹钳对砖块竖直一侧壁施加的压力大小至少应为200 N,选项B正确.
34.某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况.实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上.水平向左拉木板,传感器记录的Ft图象如图乙所示.下列说法正确的是( )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为107
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】C
【解析】
为了能研究摩擦力随时间的变化曲线,物块一直要处于静止状态,则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡,题图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线,故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线,由图乙可知向右轻绳的拉力先增大后减小,最后趋于不变,故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用,所以不需要让木板保持匀速运动,故A、B错误;由图可知,最大静摩擦力约为10 N,滑动摩擦力约为7 N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10∶7,故C正确;根据Ff=μFN,FN=mg可知,由于不知道物块的重力,故无法求物块与木板间的动摩擦因数,故D错误.
35.某活动小组利用如图所示的装置测定物块A与桌面间的最大静摩擦力,步骤如下
①按图组装好器材,使连接物块A的细线与水平桌面平行;
②缓慢向矿泉水瓶内加水,直至物块A恰好开始运动;
③用天平测出矿泉水瓶及水的总质量m;
④用天平测出物块A的质量M;
(1)该小组根据以上过程测得的物块A与桌面间的最大静摩擦力为__________,本小组采用注水法的好处是________________________________________________
____________________________。(当地重力加速度为g)
(2)若认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则物块A与桌面间的动摩擦因数为__________。
【答案】(1)mg 可使物块A所受拉力连续增加,使测量更加准确;(2)eq \f(m,M)
【解析】
(1)根据平衡条件可知,最大静摩擦力Ff=mg,好处是可以连续不断地注入水,即连续不断地改变拉力。
(2)根据共点力平衡可知μMg=mg,解得μ=eq \f(m,M)。
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