备考2024届高考物理一轮复习分层练习第二章相互作用第2讲摩擦力牛顿第三定律
展开1.[2024天津滨海大港一中阶段练习]下列说法正确的是( B )
A.物体所受弹力的反作用力可以是摩擦力
B.放在桌面上的物体受到的支持力是由于桌面发生形变而产生的
C.滑动摩擦力的方向可能与物体运动方向相同,也可能相反,但一定与运动方向共线
D.形状规则的物体的重心必在其几何中心
解析 作用力与反作用力一定是同种性质的力,所以物体所受弹力的反作用力不可以是摩擦力,选项A错误;放在桌面上的物体受到的支持力是桌面对物体的弹力,是桌面发生形变产生的,选项B正确;滑动摩擦力的方向与物体的实际运动方向无关,只与物体相对运动方向相反,可能与物体运动方向相同,也可能相反,不一定与运动方向共线,选项C错误;物体的重心位置与物体的质量分布和形状有关,形状规则的物体的重心不一定在其几何中心,选项D错误.
2.[传统文化/2024湖南模拟预测]图甲是一种榫卯连接构件.相互连接的两部分P、Q如图乙所示.图甲中构件Q固定在水平光滑地面上,榫、卯接触面间的动摩擦因数均为μ,沿P的轴线OO'用大小为F的力才能将P从Q中拉出.若各接触面间的弹力大小均为FN,滑动摩擦力与最大静摩擦力大小相等,则FN的大小为( A )
A.F6μB.F4μC.4FμD.6Fμ
解析 榫、卯之间共有6个接触面间存在摩擦,所以F=6μFN,解得FN=F6μ,选项A正确.
3.[2024湖南学业考试/多选]电动平衡车具有运动灵活、操作简单和绿色环保等优点,如图所示,下列分析正确的是( ABD )
A.电动平衡车运动灵活是因为惯性比较小
B.轮胎上凹凸不平的花纹是为了增加车与地面间的粗糙程度
C.静止时,电动平衡车及人受到的重力和地面对其的支持力是一对相互作用力
D.地面对电动平衡车的支持力是由于地面发生形变产生的
解析 由于电动平衡车的质量较小,惯性较小,运动状态容易改变,故选项A正确;轮胎上凹凸不平的花纹是为了增大车与地面之间的粗糙程度,进而增加运动时的摩擦力,选项B正确;电动平衡车及人受到的重力和地面对其的支持力是一对平衡力,选项C错误;地面对电动平衡车的支持力是由于地面发生形变产生的,选项D正确.
4.[设问创新/2024广东广州统考/多选]某电视台的综艺节目在直播象棋比赛,棋盘是铁质的,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上(如图甲所示),不计棋子间的相互作用力.对于静止在棋盘上的某颗棋子,下列说法正确的是( BC )
A.若棋盘竖直,磁性越强,棋子所受的摩擦力越大
B.若棋盘竖直,棋盘对棋子的作用力的大小等于棋子重力的大小
C.若棋盘竖直,减小棋子的质量,则棋子所受的摩擦力减小
D.若使棋盘倾斜,如图乙,棋子仍相对棋盘静止,则棋子受到的摩擦力变大
解析 若棋盘竖直,棋子所受的摩擦力与棋子的重力等大反向,则磁性越强,棋子所受的摩擦力不变,减小棋子的质量,棋子所受的摩擦力减小,选项A错误,选项C正确;棋子受合力为零,则棋盘对棋子的作用力与棋子的重力等大反向,选项B正确;若使棋盘倾斜,如题图乙,棋子仍相对棋盘静止,棋子所受的摩擦力等于重力沿棋盘方向的分力,小于棋子的重力,故棋子受到的摩擦力变小,选项D错误.
5.如图所示,物体A的质量为1kg,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始,物体以一定的初速度v0向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为F0=1N的作用力,则反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像正确的是(取向右为正方向,g取10N/kg)( C )
A B
C D
解析 物体A向右滑行时,受到地面向左的滑动摩擦力Ff1,由Ff1=μmg,得Ff1=2N;物体静止后,因受到向左的拉力F0=1N<Ff1,物体A不再运动,由二力平衡可知,物体A受到的向右的静摩擦力Ff2=F0=1N,故选项C正确.
6.如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都为μ,两物块的质量都是m,滑轮轴上的摩擦不计,若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动,则F的大小为( A )
A.4μmgB.3μmgC.2μmgD.μmg
解析 以Q为研究对象,Q在水平方向受绳的拉力F1和P对Q的摩擦力Fμ1作用,由平衡条件可知F1=Fμ1=μmg;以P为研究对象,P受到水平拉力F、绳的拉力F2、Q对P的摩擦力F'μ1和桌面对P的摩擦力Fμ2,由平衡条件可知F=F2+F'μ1+Fμ2,Fμ2=μFN=2μmg,又有F1=F2,F'μ1=Fμ1,代入解得F=4μmg,所以A正确.
7.[联系生产实践/2024广东模拟预测]一些巧妙的工业设计能极大地为人们的生活提供便利.如图是竖直放置的某款可调角度的简便磨刀器,该磨刀器左、右两侧对称,通过调整磨刀角度可以使该磨刀器的两侧面与刀片尖端的两侧面紧密贴合,就可以轻松满足家庭日常的各种磨刀需求.关于在使用磨刀器的过程中,下列说法正确的是( D )
A.向后轻拉刀具,磨刀器受到的摩擦力的合力向前
B.若水平匀速向后拉动刀具,则磨刀器对刀具的作用力竖直向上
C.加速后拉刀具,刀具受到的摩擦力小于磨刀器受到的摩擦力
D.对同一把刀具在竖直方向上施加相同的正压力时,磨刀器的夹角越小,越难被拉动
解析 磨刀过程中,向后轻拉刀具,刀具受到的摩擦力的合力向前,根据牛顿第三定律可知,磨刀器受到的摩擦力的合力向后,选项A错误;若水平匀速向后拉动刀具,从两个方向看,受力分析如图所示,磨刀器对刀具的作用力是指两个接触面的支持力与摩擦力的合力,方向应向前方偏上,选项B错误;根据牛顿第三定律可知,刀具受到的摩擦力等于磨刀器受到的摩擦力,选项C错误;刀具对磨刀器正压力的两分力夹角应为磨刀器夹角的补角,故磨刀器的夹角越小,正压力的两分力夹角越大,当对同一把刀具在竖直方向上施加相同的正压力时,则两分力越大,故拖动时的滑动摩擦力越大,就越难被拉动,选项D正确.
8.[设问创新/2024湖南株洲统考]如图是码头利用可升降传动装置在水平地面由高处向下堆砌而成的沙堆,该公司为了得知沙堆的具体信息,测出沙堆的周长为s,查资料测得沙粒间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,下列说法正确的是( B )
A.地面对沙堆的摩擦力不为零
B.由已知条件可估算沙堆的高度
C.由已知条件可估算沙堆的质量
D.若相同质量的沙堆靠墙堆放,则占地面积会增大
解析 以沙堆整体为研究对象,只在竖直方向受重力及支持力,不受摩擦力作用,选项A错误;沙堆表面上的沙粒受重力、支持力、摩擦力的作用静止,则沙堆斜面倾角满足μ=tanα,若已知μ与s,则由几何关系可估算出沙堆的高度,选项B正确;由于沙堆密度未知,故不能算出其质量,选项C错误;靠墙堆放沙堆只能形成半个圆锥,又沙堆是由高处向下堆砌而成的,故圆锥表面倾角不变,则沙堆高度变高,占地面积会减小,选项D错误.
9.如图所示,完全相同的A、B两物体放在水平面上,与水平面间的动摩擦因数均为μ=0.2,每个物体的重力G=10N,设物体A、B与水平面间的最大静摩擦力均为Fmax=2.5N.若对A施加一个向右的由0均匀增大到6N的水平推力F,则A所受的摩擦力fA随水平推力F变化的图像正确的是( C )
解析 ①当水平推力F小于A与水平面间的最大静摩擦力2.5N时,A受到水平面的静摩擦力作用,随水平推力的增大而增大,且与水平推力大小相等;②当水平推力满足2.5N≤F≤5N时,A、B两物体仍静止,此过程中A受到的摩擦力为最大静摩擦力2.5N不变;③当水平推力F>5N时,A、B两物体相对水平面滑动,A物体受滑动摩擦力,大小为f=μG=2N.C正确.
10.[图像创新/2024山东德州一中阶段练习/多选]长木板上表面的一端放有一个木块,木块与木板接触面上装有摩擦力传感器,如图甲所示,木板放有木块的一端由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大),另一端不动,摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力Ff随着角度θ的变化图像如图乙所示.下列说法正确的是( ACD )
A.木块与木板间的动摩擦因数μ=Ff1mgcsθ1
B.木块与木板间的动摩擦因数μ=Ff2mgcsθ1
C.木板放有木块的一端由水平位置转到θ1的过程中,木块相对于木板保持静止
D.木板放有木块的一端由θ1转到θ2的过程中,木块的速度变化越来越快
解析 木块受到的摩擦力在开始到刚好滑动过程为静摩擦力,大小为Ff=mgsinθ,按正弦规律变化;而滑动后变为了滑动摩擦力,则滑动摩擦力大小为F'f=μmgcsθ,按余弦规律变化;而滑动摩擦力一般小于最大静摩擦力;由题图乙可知,当夹角为θ1时,最大静摩擦力为Ff2,而滑动摩擦力为Ff1;则有μmgcsθ1=Ff1<Ff2,解得μ=Ff1mgcsθ1<Ff2mgcsθ1,故A正确,B错误.木板放有木块的一端由水平位置转到θ1的过程中,木块受到的静摩擦力渐渐增大,木块相对于木板保持静止,故C正确.当木板放有木块的一端由θ1转到θ2的过程中,木块受到滑动摩擦力作用,根据F合=mgsinθ-μmgcsθ=ma可知,随着θ逐渐增大,木块受到的滑动摩擦力逐渐减小,木块受到的合力逐渐增大,则木块的加速度逐渐增大,木块的速度变化越来越快,故D正确.
11.[设问创新/2024安徽高三校考/多选]如图所示,水平桌面上平放有15张卡片,每一张卡片的质量均为m,用手指以竖直向下的力F(F≫mg)压第1张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动,其他卡片保持相对静止,当最上面那张卡片划走之后,继续以相同的力F划动下一张卡片,最后所有卡片均被移走,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,手指与卡片之间的动摩
擦因数为μ1,卡片之间的动摩擦因数为μ2,卡片与桌面之间的动摩擦因数为μ3,下列说法正确的是( AB )
A.μ1>μ3>μ2
B.划第1张卡片时,第2张卡片受到第3张卡片的摩擦力方向向左
C.划第1张卡片时,第10张卡片与第11张卡片之间的摩擦力大小为μ2(F+10mg)
D.划第1张卡片时,最后一张卡片受到桌面的摩擦力大小为0
解析 对第1张卡片分析,第1张卡片能向右运动,需满足μ1F>μ2(F+mg),则μ1>μ2,为了保证其他卡片保持相对静止,当最后只剩两张卡片时,倒数第2张卡片向右运动时最底部的卡片不能动,对最底部的卡片有μ2(F+mg)<μ3(F+2mg),由于F≫mg,所以μ3>μ2,当剩下最后一张卡片时,需满足μ1F>μ3(F+mg),可知μ1>μ3,所以μ1>μ3>μ2,选项A正确;划第1张卡片时,对第2张卡片进行受力分析,在水平方向上,受到第1张卡片向右的摩擦力,要使第2张卡片保持相对静止,则还应受到第3张卡片向左的摩擦力,两摩擦力大小相等,选项B正确;第1张卡片对第2张卡片的压力大小为FN=F+mg,则第1、2张卡片间的摩擦力大小f=μ2(F+mg),此时下面的卡片均处于静止状态,将第2张至第10张卡片作为整体,由平衡条件可知第11张卡片对第10张卡片的静摩擦力与第1张卡片对第2张卡片的滑动摩擦力大小相等,为f=μ2(F+mg),选项C错误;划第1张卡片时,最后一张卡片相对桌面有向右运动的趋势,桌面对它的摩擦力向左,不为0,选项D错误.
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