02 第5讲　摩擦力 【答案】听课手册.docxVIP

第5讲摩擦力

例1D[解析]根据滑动摩擦力的公式Ff=μFN,可知滑动摩擦力的大小与接触面积无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同,压力大小也相同,故摩擦力相同,即Ff1=Ff2=Ff3,故选D.

例2A[解析]有6个接触面间存在摩擦,所以F=6μFN,解得FN=F6μ,故A正确

例3C[解析]设绳子中的拉力为FT,传送带逆时针转动可知传送带对乙的摩擦力Ff2竖直向上,对甲、乙整体受力分析有2FT+Ff2=2mg,可知FTmg,对甲单独受力分析,竖直方向受力平衡,受到竖直向上绳子的拉力FT,自身竖直向下的重力mg,可知乙对甲的摩擦力Ff1方向竖直向上,故有FT+Ff1=mg,联立解得2Ff1=Ff2,设水平方向的力为F,甲、乙恰好均处于静止状态可知Ff1=μ1F,Ff2=μ2F,故可知μ1∶μ2=1∶2,故C正确.

例4BD[解析]当F变为40N时,Ff=Gsin30°-F=10N,方向沿斜面向上,故A错误.当F变为50N时,Ff=Gsin30°-F=0,故B正确;当F变为80N时,如果物体相对斜面静止,则Ff=F-Gsin30°=30N,方向沿斜面向下;如果物体已经发生滑动,摩擦力变为滑动摩擦力,由于动摩擦因数未知,故摩擦力未知,方向沿斜面向下,故C错误.当F从30N逐渐变为60N的过程中,摩擦力先沿斜面向上逐渐减小,当F=50N之后,摩擦力方向沿斜面向下逐渐增大,故D正确.

例5B[解析]由Ffm=μFN,可得木块A、B的最大静摩擦力分别为12.5N和15N,力F作用前,轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的弹力kx=8N,A、B均静止;力F作用后,系统仍静止,对B,静摩擦力FfB=kx+F=9N,对A,静摩擦力FfA=kx=8N,选项B正确.

例6B[解析]t=1s时,滑块静止,所受的静摩擦力大小等于拉力,即Ff1=F1=2×1N=2N,故A错误;滑块在水平面上运动时受到的滑动摩擦力为Ff=μFN=μmg=4.5N,故B正确;t=2.5s时滑块与水平面之间的静摩擦力最大,即Ffm=2×2.5N=5N,故C错误;t=2s时,滑块静止,所受的静摩擦力大小等于拉力,即Ff2=F2=2×2N=4N,故D错误.

例7C[解析]物体在运动的过程中受到的滑动摩擦力的大小为Ff=μFN=μ(mg+Fsin37°)=10N,所以在物体向右运动的过程中,受到的滑动摩擦力的大小为10N,方向向左;当物体减速到零时,由于物体受到的水平拉力大小为Fx=Fcos37°=8N,小于物体与地面间的最大静摩擦力,大小为10N,所以物体不会再运动,此时物体受到的摩擦力为静摩擦力,大小为8N,方向向右,故选C.

例8BD[解析]当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下,加速度a=gsinθ+μgcosθ;当小木块速度达到传送带速度时,由于μtanθ,即μmgcosθmgsinθ,所以小木块速度能够继续增加,此时小木块所受滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为沿传送带向上,a=gsinθ-μgcosθ,加速度变小,则v?t图像的斜率变小,B、D正确.

例9B[解析]两次力作用下物块都向右做匀速直线运动,两次全反力大小不同但方向相同,受力情况如图甲、乙所示,现将两次全反力F全、重力mg及拉力F矢量平移可得到如图丙所示的矢量图.因∠2+∠3=60°,故∠1=30°,又因∠4=30°,则∠4+∠2+∠3=90°,由题意知F1、F2大小相等,则F1、F2关于垂线段对称,有∠2=45°,所以摩擦角α=15°,动摩擦因数μ=tanα,又tan15°=sin30°1+cos30°,故μ=2-3,选项B正确

例10C[解析]将滑块由静止释放,如果μtanθ,则mgsinθμmgcosθ,滑块将静止不动,选项A错误;给滑块沿斜面向下的初速度,如果μtanθ,则mgsinθμmgcosθ,滑块将加速下滑,选项B错误;若拉力沿斜面向上,对滑块受力分析如图甲所示,滑块沿斜面向上匀速滑动,且μ=tanθ,则摩擦角α=θ,平移全反力F全、重力mg及拉力F,可构成首尾相接的闭合矢量三角形,如图乙所示,故F=2mgsinθ,选项C正确;若拉力沿斜面向下,且μ=tanθ,则摩擦角α=θ,此时全反力F全与重力mg在同一竖直线上,如图丙所示,由于滑块沿斜面向下匀速滑动,故拉力应该为0,选项D错误.

变式BD[解析]将摩擦力和支持力合成为全反力,如图甲所示,可计算出摩擦角大小α=arctanFfFN=arctanμ,代入数据得α=30°,