答案全解全析 A组 基础题组
1.D 动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与摩擦力Ff和正压力FN无关,一旦材料和接触面的情况确定了,动摩擦因数μ也就确定了。
2.B 箱子匀速运动,受力平衡,对箱子进行受力分析,水平方向合力为零,则有F cos θ=f;竖直方向合力为零,则有FN+F sin θ=mg,得FN=mg-F sin θ,由牛顿第三定律得木块对水平面的压力FN'=FN,则f=μFN'=μ(mg-F sin θ),选项B正确。
3.C 棋子静止,水平方向上,棋盘对棋子的作用力与棋子对棋盘的作用力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,故B错误。竖直方向上,棋子受向下的重力mg与棋盘对它向上的摩擦力f,两力大小相等,因存在摩擦力,所以棋子不会掉下,所以盘面应选粗糙的,A、D错误。由于mg=f≤fm=μN=μF磁,又动摩擦因数μ是小于1的,所以棋盘对棋子的作用力比棋子的重力大,故C正确。
4.B 对A分析,弹簧的弹力和作用力F的合力为F1=F-kx=7 N-100×0.05 N=2 N,地面对A的最大静摩擦力为f=μmAg=10 N>F1,所以A处于静止状态,受到的摩擦力大小等于2 N,A错误、B正确;A未动则B也不动,故弹簧的弹力仍为5 N,B受到的静摩擦力大小等于弹簧的弹力,为5 N,C、D错误。
5.AD 若A、B两部分的接触面较粗糙,则分析可知,绳子上的拉力可能为零,地面受的压力不可能为零,选项A正确、B错误;由于绳子处于竖直伸直状态,绳子中拉力只可能竖直向上,所以地面与B间不可能存在摩擦力,而A、B之间可能存在摩擦力,选项C错误、D正确。
6.C 对小木块分析可知,在力F绕小木块旋转一周的过程中,F沿斜面向下时小木块受到的静摩擦力最大,小木块受到的最大静摩擦力fm=mg sin θ+F,故A、B均错误。对M、m整体受力分析可知,水平地面对斜面体的摩擦力与F的水平分力大小相等,所以最大静摩擦力为F,此时F与斜面底边平行,所以C项正确,D项错误。
7.D 压缩状态的弹簧对B有向左的弹力,B有向左的运动趋势,则B受到A对它向右的摩擦力,故A错误;A对B的摩擦力向右,根据牛顿第三定律可知,B对A的摩擦力向左,B错误;对整体分析可知:地面对A没有摩擦力,故C错误,D正确。
8.D 图甲中斜劈和物块都处于平衡状态,对整体,只有竖直方向的重力和支持力,地面对斜劈的摩擦力f1=0,若有摩擦力,则系统不能平衡,故A项错误;根据图甲的情景可知,在图乙、丙中,物块受到斜面作用的都是滑动摩擦力和支持力,两力的合力与物块重力平衡,因此物块对斜面的作用力(摩擦力和压力的合
6
力)总是竖直向下的,且与物块的重力等大,所以斜劈只受到了竖直方向的重力、地面支持力和物块的作用力,与图甲的受力情况相同,因此有f1=f2=f3=0,选项B、C错误、D正确。 9.C 设弹簧原长为x0,则Ff=k(x2-x0),Ff=k(x0-x1),解得k=,选项C正确。
B组 提升题组
10.B 设A、B间没有相对滑动,则轻弹簧的压缩量为x=0.2 m,此时轻弹簧的弹力大小为F=kx=50 N,而A与B间的最大静摩擦力为fA=μmg=100 N,所以A、B之间没有相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,其大小为f1=50 N,B与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,其大小为f2=μ(m+M)g=250 N,所以推力的大小为F=f1+f2=300 N,选项B正确。
11.C 设斜面倾角为α,当物块满足重力沿斜面向下的分力等于推力F沿斜面向上的分力,即mg sin α=F cos α时,若弹簧处于原长状态,则物块P与斜面之间无摩擦力,此时物块处于静止状态,选项A、B错误;物块P、斜面体A及弹簧相对静止,可看成一整体,由平衡条件知,整体受到的水平面的摩擦力等于推力F,选项C正确;对物块P受力分析可知,若增大F,则弹簧弹力可能减小,也可能不变,还可能增大,选项D错误。
12.B 对第2张卡片分析,它对第3张卡片的压力等于上面两张卡片的重力及手指对第1张卡片的压力之和,最大静摩擦力fm=μ2(2mg+F),而受到第1张卡片的滑动摩擦力为f=μ2(mg+F) 13.答案 (1)6 N,方向沿斜面向上 (2)12 N,方向沿斜面向上 解析 (1)设物体所受的摩擦力大小为f1,方向沿斜面向上,对物体m进行受力分析,则有 f1=mg sin θ-F 由于F=kx1=100 N/m×(0.10 m-0.06 m)=4 N 故f1=20 N×-4 N=6 N,方向沿斜面向上。 (2)若将物体上移,设物体所受的摩擦力大小为f2,方向沿斜面向上,则再对物体进行受力分析可得 f2=mg sin θ+F' 由于F'=kx2=100 N/m×(0.12 m-0.10 m)=2 N 7 故f2=20 N×+2 N=12 N,方向沿斜面向上。 14.答案 (1)200 N/m (2)2 N (3)4 N 解析 (1)物体匀速运动时,有 k(x-x0)=μmg 则k== N/m=200 N/m。 (2)F1=k(x1-x0)=200×(0.11-0.10) N=2 N 最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力 Ffm=μmg=0.2×2×10 N=4 N 因F1 (3)F2=k(x2-x0)=200×(0.13-0.10) N=6 N 因F2>Ffm,则物体将运动,此时所受到的滑动摩擦力为Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10 N=4 N。 8