新高考物理一輪練習(xí)專題13摩擦力

專題13摩擦力1．[2021·寧波新高考適應(yīng)性考試]如圖所示，在傾角為θ的斜面上，靜止著兩個(gè)質(zhì)量均為m的物塊A、B.兩物塊之間連接著一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，兩物塊和斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ，物塊和斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g，則彈簧的最大伸長(zhǎng)量是()A．eq\f(mgsinθ,k)B．eq\f(μmgcosθ,k)C．eq\f(mg（μcosθ＋sinθ）,k)D．eq\f(mg（μcosθ－sinθ）,k)2．[2021·武昌調(diào)研]如圖所示，一個(gè)同學(xué)用雙手(未畫(huà)出)水平地夾住一疊書(shū)并使這些書(shū)懸在空中靜止，已知他用手在這疊書(shū)的兩端施加的最大水平壓力為F＝280N，每本書(shū)重為4N，手與書(shū)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝0.40，書(shū)與書(shū)之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2＝0.25，則該同學(xué)用雙手最多能水平夾住這種書(shū)的本數(shù)為(已知最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)()A．58B．56C．37D．353．[2021·江西紅色七校聯(lián)考](多選)如圖所示，水平桌面上有三個(gè)相同的物體a、b、c疊放在一起，a的左端通過(guò)一根輕繩與質(zhì)量為m＝3kg的小球相連，半圓形器皿中的輕繩與水平方向的夾角為60°，小球靜止在光滑的半圓形器皿中，水平向右的拉力F＝10N作用在b上，三個(gè)物體保持靜止?fàn)顟B(tài)．g取10m/s2，下列說(shuō)法正確的是()A．輕繩對(duì)物體a的拉力大小為10eq\r(3)NB．物體c受到向右的靜摩擦力C．桌面對(duì)物體a的靜摩擦力方向水平向右D．物體b受到兩個(gè)摩擦力4．[情境創(chuàng)新]如圖所示，在傾角為θ＝37°的斜面上放置一質(zhì)量為0.5kg的物體，用一大小為1N，平行于斜面底邊的水平力F推物體時(shí)，物體保持靜止．已知物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為eq\f(\r(3),2)，物體受到的摩擦力大小為(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，g取10m/s2)()A．3NB．2eq\r(3)NC．eq\r(10)ND．eq\r(26)N5．如圖所示為研究物塊與木板之間摩擦力大小的實(shí)驗(yàn)裝置．將一物塊和木板疊放于水平桌面上．輕質(zhì)彈簧測(cè)力計(jì)一端固定，另一端用細(xì)線與物塊水平相連．現(xiàn)在用輕繩與長(zhǎng)木板連接，用手向右水平拉輕繩，使長(zhǎng)木板在桌面上滑動(dòng)．彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后，下列說(shuō)法正確的是()A．物塊與木板之間的摩擦力是靜摩擦力B．木板必須在桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)C．彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)一定等于物塊受到的摩擦力D．彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)一定等于木板受到的摩擦力6．[情境創(chuàng)新]如圖，某同學(xué)在沙料場(chǎng)中發(fā)現(xiàn)沙子堆積時(shí)會(huì)形成圓錐體，且堆積過(guò)程中圓錐體的底角保持不變．他測(cè)得某堆沙子的底部周長(zhǎng)約為30m，沙子之間的動(dòng)摩擦因數(shù)約為0.8，則這堆沙子的體積約為(圓錐體的體積等于底面積與高的乘積的三分之一)()A．1×102m3B．2×102m3C．3×102m3D．8×102m37．(多選)如圖所示，三角形ABC是固定在水平面上的三棱柱的橫截面，∠A＝30°，∠B＝37°，C處有光滑小滑輪，質(zhì)量分別為m1、m2的a、b兩物塊通過(guò)細(xì)線跨放在AC面和BC面上，且均處于靜止?fàn)顟B(tài)．已知AC面光滑，物塊b與BC面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.5，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，則兩物塊的質(zhì)量之比m1∶m2可能是()A．3∶5B．1∶1C．2∶1D．5∶28．[情境創(chuàng)新]截面為直角三角形的木塊A，質(zhì)量為M，放在傾角為θ的固定斜面上，當(dāng)θ＝37°時(shí)，木塊恰能靜止在斜面上，如圖甲所示．現(xiàn)將θ改為30°，在A與斜面間放一質(zhì)量為m的光滑圓柱體B，如圖乙所示．已知sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，A與斜面間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度大小為g，則()A．A、B仍靜止于斜面上B．若M＝2m，則A受到的摩擦力大小為eq\f(3,2)mgC．若M＝8m，則A受到斜面的摩擦力大小為eq\f(9,2)mgD．以上說(shuō)法都不對(duì)專題13摩擦力1．D由題意可知，兩物塊的質(zhì)量相等，則兩物塊與斜面之間的最大靜摩擦力相等，物塊與斜面之間的最大靜摩擦力為Ffm＝μmgcosθ，由A、B的受力情況可知，當(dāng)物塊B恰能保持靜止時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量最大，則由平衡條件可知mgsinθ＋kxm＝Ffm，解得xm＝eq\f(mg（μcosθ－sinθ）,k)，D正確，ABC錯(cuò)誤．2．C設(shè)該同學(xué)用雙手最多能夠水平夾住這種書(shū)的本數(shù)為n，把n本書(shū)看做整體，由平衡條件可得nG≤2μ1F，再把中間n－2本書(shū)看做整體，對(duì)其受力分析，由平衡條件可得(n－2)G≤2μ2F，聯(lián)立解得n≤37，選項(xiàng)C正確．3．AC以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，進(jìn)行受力分析，由平衡條件可知，輕繩對(duì)小球的拉力T＝eq\f(mg,2sin60°)＝10eq\r(3)N，則輕繩對(duì)物體a的拉力大小也為10eq\r(3)N，A項(xiàng)正確；以物體c為研究對(duì)象，c水平方向無(wú)外力作用，故不受靜摩擦力作用，再對(duì)物體b分析，可知物體b受到的靜摩擦力只有一個(gè)，B、D項(xiàng)錯(cuò)；以a、b、c整體為研究對(duì)象，輕繩拉力大于力F，整體有向左的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，桌面對(duì)物體a的靜摩擦力方向水平向右，C項(xiàng)正確．4．C物體重力沿斜面向下的分力為mgsin37°＝0.5×10×0.6N＝3N，用平行于斜面底邊的水平力F＝1N推物體時(shí)，物體保持靜止，由平衡條件可得物體受到沿斜面向上的摩擦力f1＝3N，平行于斜面底邊的摩擦力f2＝1N，則物體受到的摩擦力大小為f＝eq\r(32＋12)N＝eq\r(10)N，選項(xiàng)C正確．5．C物塊與長(zhǎng)木板間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，是滑動(dòng)摩擦力，只要兩者間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)即可，木板不一定在桌面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，AB錯(cuò)誤；物塊受力平衡，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)等于物塊受到的滑動(dòng)摩擦力，C正確；木板與物塊、桌面間都會(huì)有摩擦力，D錯(cuò)誤．6．A對(duì)圓錐面上的任一沙子有：mgsinθ＝μmgcosθ(θ為圓錐體的底角)，即有tanθ＝μ＝0.8.根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)得圓錐底部的半徑r＝eq\f(l,2π)＝eq\f(15,π)m，圓錐體的高為h＝rtanθ＝eq\f(12,π)m，圓錐體的體積為V＝eq\f(1,3)Sh＝eq\f(1,3)πr2h≈91.3m3，選項(xiàng)A正確．7．ABC若m1較小，則物塊b受到的摩擦力沿斜面向上，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得m1gsin30°＋μm2gcos37°＝m2gsin37°，解得eq\f(m1,m2)＝eq\f(2,5)；若m1較大，則物塊b受到的摩擦力沿斜面向下，根據(jù)共點(diǎn)力的平衡條件可得m1gsin30°＝μm2gcos37°＋m2gsin37°，解得eq\f(m1,m2)＝2，所以滿足條件的兩個(gè)物塊質(zhì)量之比為eq\f(2,5)≤eq\f(m1,m2)≤2，則兩物塊的質(zhì)量之比m1∶m2可能是ABC.8．C由題意可知，當(dāng)θ＝37°時(shí)，木塊恰能靜止在斜面上，則有μMgcos37°＝Mgsin37°，代入數(shù)據(jù)解得μ＝0.75，現(xiàn)將θ改為30°，在A與斜面上放一質(zhì)量為m的光滑圓柱體B，斜面與A間最大靜摩擦力f′＝μMgcos30°，A、B間的作用力F＝mgsin30°，當(dāng)f′<mgsin30°＋Mgsin30°時(shí)，A相對(duì)斜面向下滑動(dòng)，當(dāng)f′>mgsin30°＋Mgsin30°時(shí)，A相對(duì)斜面靜止，因此A、B是否靜止在斜面上，由B對(duì)A的彈力大小決定，故A錯(cuò)誤；若M＝2m，則mgsin30°＋Mgsin30°＝eq\f(3,4)Mg，而f′＝0.75×Mgcos30°＝eq\f(3\r(3),8)Mg，因f′<mgsin30°＋Mgsin30°，A滑動(dòng)，A受到斜面的滑動(dòng)摩擦力，大小為f′＝eq\f(3\r(3),