内容正文:
拔尖专训4 利用二力平衡判断摩擦
力的大小和方向
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(第1题)
1. [2024·南通港闸区月考] 如图所示,用
的水平推力,按住重为 的木块,当木块沿
竖直方向匀速下滑时,木块受到的摩擦力大小
和方向描述正确的是( )
C
A. ;水平向右 B. ;竖直向下
C. ;竖直向上 D. ;水平向左
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(第2题)
2. 如图所示,、 两个粗糙程度相同的物
体以甲、乙两种不同的方式叠放在同一水
平地面上,分别用水平方向的拉力和 ,
使、 一起向右运动,图甲中、一起运动
的图像和图乙中、 一起运动的图像分别如图丙、丁所示,已
知 ,下列说法正确的是 ( )
D
A.
B. 甲、乙两图中、之间的摩擦力均为
C. 甲、乙两图中、一起运动的速度均为
D. 甲、乙两图中地面受到的摩擦力相等
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(第2题)
点拨:、 两个粗糙程度相同的物
体以甲、乙两种不同的方式叠放在
同一水平地面上,根据、
图像分析,甲、乙都做匀速直线运动,处于平衡状态。根据
图甲可知,、与地面间的滑动摩擦力大小等于拉力为 ,
图乙中,、 与地面之间的压力不变,接触面的粗糙程度不
变,故和地面的滑动摩擦力不变,而给的摩擦力刚好与
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和地面的滑动摩擦力相等,且与 给
的摩擦力是一对相互作用力,因为
给的摩擦力与 为一对平衡力,
因此 ,A错误、D正确;
图甲中,相对于 静止,无摩擦力
产生,摩擦力为0,B错误;根据
图像可知,图甲中运动的速
度 ,图乙中
运动的速度为 ,C错误。
(第2题)
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(第3题)
3. [2023·仙桃] 水平桌面上有物体
、。如图甲,在 的作用下向左
做匀速直线运动;如图乙,、
C
A. 与桌面的摩擦力方向向右
B. 与桌面的摩擦力为
C. 与桌面的摩擦力为
D. 绳子的拉力为
用轻绳水平连接,在和 共同作用下一起向右做匀速直线运
动。水平拉力、 。图乙中,下列说法正确的
是 ( )
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(第3题)
点拨:图甲,在 的作用下向左
做匀速直线运动,受力平衡,此时
受到的摩擦力大小 ;
图乙,、用轻绳水平连接,在和 共同作用下一起向右
做匀速直线运动,整体受力平衡,由于摩擦力的方向与物体
的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,、 向右运动,
桌面对、的摩擦力是向左的,整体受到和、 向左的
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摩擦力和向左的摩擦力 ,
,整体受力平衡,则有:
,
,解得:
。对图乙中的 受力分析,
绳子的拉力等于、 向左的摩擦
力 之和,拉力
。
(第3题)
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(第4题)
4. [2024·泰州姜堰区期末] 如图,水平推力
作用在物体上,、 均保持静止,关于
、 有以下说法:( )
B
①物体受到的推力小于摩擦力;②物体
受5个力的作用;对 施加向左的摩擦
力;受到地面摩擦力的大小等于 。以
上说法中正确的个数有
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
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(第4题)
点拨:受到水平向右的推力,但、 保
持静止,在水平方向 受到水平向左的摩擦
力,大小等于推力,①错误;物体 在竖
直方向受到重力、对的压力和地面对 的
支持力,共3个力,水平方向上受到对 水平向右的摩擦力和
地面对水平向左的摩擦力,共2个力, 受到5个力的作用,
②正确、③错误;受到地面的摩擦力大小等于对 的摩擦力,
而对的摩擦力大小等于受到的摩擦力等于推力 ,④正确。
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5.[2024·连云港东海月考] 物体放在水平桌面上,用大小为
的水平拉力 拉着物体匀速运动,则物体受到的摩擦力
为____,撤去力 后,物体由于惯性会继续运动,物体受到
的摩擦力将______(填“变大”“变小”或“不变”)。
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不变
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6.[2023·南充] 如图甲所示,各个面粗糙程度相同的、 两个
铁块叠放在水平桌面上,在水平拉力 的作用下,一
起向右做匀速直线运动,则受到的摩擦力为___ ;如图乙
所示,将、并排放在同一桌面上,在水平推力 的作用下,
一起向右做匀速直线运动,则____ 。
0
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点拨:图甲,铁块、 一起做
匀速直线运动,受平衡力作用,
而铁块在铁块 上,一起做匀
速直线运动,与 没有发生相对运动或相对运动的趋势,所
以不受摩擦力,即摩擦力为0;铁块 受到的拉力和摩擦力
是一对平衡力,即摩擦力大小等于拉力的大小,也为 ,
方向水平向左。图乙,将、 并排放在水平桌面上做匀速直
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线运动,接触面的粗糙程度不变,
压力也不变,因此滑动摩擦力不
变,推力 与滑动摩擦力为一对
平衡力,推力的大小也为 。
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(第7题)
7.[2023·凉山州] 如图所示,物块重、
重,放在上。用的水平推力将
压在竖直墙上,恰能让和一起匀速下滑,
所受到的摩擦力是____。推力 保持不变,
将拿走,在 的下方施加一个竖直向上的力
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,使物体恰好向上做匀速直线运动,则的大小为____ 。
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(第7题)
点拨:当和 一起匀速下滑时,为平衡状态,
受力平衡,所受到的摩擦力大小等于、 所
受总重力,所以摩擦力
;当推力
保持不变时, 与墙面间的摩擦力不变,仍为
,拿走,在的下方施加一个力,使物块 恰好向上做
匀速直线运动,仍然为平衡状态,则
。
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(第8题)
8.[2023·淮安淮安区期
末] 物块 静止在粗糙
程度均匀的水平桌面上,
如图甲所示,物块 受
静止
6
做加速运动
到水平拉力的作用,拉力随时间 变化的关系如图乙所示。
小萍从开始,每隔记录一次物块 的位置
(用“·”表示物块),如图丙所示。由图像可知,当
时,物体处于______状态,内物块 所受的摩擦力为
___ ,此过程中该物块____________(填“静止”“做加速运
动”或“做匀速直线运动”)。
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(第8题)
点拨:由图丙可知, 内,
物块运动的距离为零,处于静
止状态,则当 时,物块
处于静止状态。由图丙可知, 物块在相同时间内通
过的路程相等,物块做匀速直线运动,物块受到的摩擦力为
滑动摩擦力,拉力和摩擦力是一对平衡力,由图乙可知,此
时的拉力是,所以摩擦力 。
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由图丙可知, 内,物
块在相同时间内通过的路程逐
渐增大,物块处于加速运动状
态。物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,由于接触面的粗糙程
度与压力都不变,滑动摩擦力大小不变,摩擦力仍等于 ,
由图乙可知,拉力为 ,拉力大于滑动摩擦力,也可判断
物块做加速运动。
(第8题)
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9.在水平桌面上的物体的一端用轻质细绳绕过定滑轮与 物
体相连,细绳恰好水平,如图所示。当竖直悬挂时, 恰好
向右做水平匀速直线运动,滑轮摩擦不计。
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(1)若剪断细绳,则______(填“”“”“ ”或“没有”)物
体将保持匀速直线运动。
没有
点拨:剪断细绳后,物体受到重力将向下做加速运动, 物
体受到桌面向左的摩擦力将向右做减速运动,故没有物体将
保持匀速直线运动。
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(2)若对物体施加水平向左的力时,(拉着 )又能
向左做匀速直线运动,已知重,则 受到的摩擦力大小
为___ 。
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点拨:由受力分析可知, 向右做
匀速直线运动时,受到桌面向左的
摩擦力大小等于的重力 ,即
,当 向左做匀速直线运动
时,受到向左的拉力、向右的绳子拉力 、向右的桌面的
摩擦力,,又因 也做匀速直线运动,受力平衡,可得:
绳子的拉力等于的重力,故有: ,故
可得受到的摩擦力大小为 。
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10. 如图甲所示,是生活中常见的膨胀螺栓,
按照图乙所示的方法安装好膨胀螺栓,下方挂很重的吊扇也
不脱落。
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(1)螺栓安装前如果不清理墙孔中松软的砂石会导致螺栓
松动,原因是螺栓与砂石间可能会产生滚动摩擦,这种情况
会导致螺栓与墙体间的摩擦力大大______(填“减小”或“增
大”);吊扇在工作时对屋顶的拉力______(填“大于”“等于”
或“小于”)吊扇的重力。
减小
小于
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点拨:螺栓安装前如果不清理墙孔中松软的砂石会导致螺栓
松动,原因是砂石与螺栓之间可能产生滚动摩擦,同等情况
下,滚动摩擦力要小于滑动摩擦力。吊扇转动时,扇叶对空
气施加了一个向下的力,由于物体间力的作用是相互的,空
气对扇叶施加了一个向上的反作用力,吊扇在工作时对屋顶
的拉力小于吊扇的重力。
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(2)膨胀管与墙孔间的摩擦力与压力 之间的关系近似为
,若不考虑膨胀螺栓所在的墙孔发生形变,要螺栓
吊起 重物,膨胀管与墙孔间的压力至少要达到 _____
。取
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点拨:螺栓吊起 重物
时受到的拉力等于该重物
重力,即
,螺栓处于静止状
态,不考虑螺栓的重力,螺栓受到竖直向下的拉力、竖直向
上的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,则
,膨胀管与墙孔间的摩擦力与压力 之间的
关系近似为,则此时 。
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(3)在物理学中,两个物体间的滑动摩擦力与压力 的关
系为, 称为这两个接触面间的动摩擦因数。图丙所
示实验中,木块重为,木板重为 ,木块与木板间的动
摩擦因数大小为 ,木板与地面之间的动摩擦因数大小为
,若用拉力 将木板匀速抽出,则弹簧测力计的示数是
___,拉力____ 。
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5.5
同步拔尖专训
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点拨:在图丙所示实验中,若用拉
力 将木板匀速抽出,木块重为
,木块受到的滑动摩擦力 ,
木块受到的拉力与滑动摩擦力二力平衡,弹簧测力计的示数
是 ,木块受到的滑动摩擦力方向水平向右,根据力的作用
是相互的,木板受到木块施加的滑动摩擦力方向水平向左;
已知木板对地面的压力 ,木板与地面
同步拔尖专训
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之间的摩擦力 ,且方
向水平向左,木板受力平衡,则拉力
。
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$$