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1、相互作用和牛顿运动定律(限时30分钟)1(多选)下列关于摩擦力的说法，正确的是()A作用在物体上的滑动摩擦力只能使物体减速，不可能使物体加速B作用在物体上的静摩擦力只能使物体加速，不可能使物体减速C作用在物体上的滑动摩擦力既可能使物体减速，也可能使物体加速D作用在物体上的静摩擦力既可能使物体加速，也可能使物体减速答案：CD解析：摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动趋势)，而物体间的相对运动与物体的实际运动无关当摩擦力的方向与物体的运动方向一致时，摩擦力是动力，方向相反时为阻力，故C、D项正确2如图所示，小车内一根轻质弹簧沿竖直方向和一条与竖直方向成角的细绳拴接一小球当小车和小球相对静止，一
2、起在水平面上运动时，下列说法正确的是()A细绳一定对小球有拉力的作用B轻弹簧一定对小球有弹力的作用C细绳不一定对小球有拉力的作用，但是轻弹簧对小球一定有弹力D细绳不一定对小球有拉力的作用，轻弹簧对小球也不一定有弹力答案：D解析：若小球与小车一起匀速运动，则细绳对小球无拉力；若小球与小车有向右的加速度agtan ，则轻弹簧对小球无弹力，D正确3如图所示，A、B两物块叠放在一起，在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动，运动过程中B受到的摩擦力()A方向向左，大小不变 B方向向左，逐渐减小C方向向右，大小不变 D方向向右，逐渐减小答案：A解析：B向右做匀减速直线运动，加速度大小不变、方向
3、向左，故所受摩擦力的方向向左，大小不变，即A正确，B、C、D均错误4如图所示，与水平面夹角为30的固定斜面上有一质量m1.0 kg的物体细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧秤相连物体静止在斜面上，弹簧秤的示数为4.9 N关于物体受力的判断(取g9.8 m/s2)，下列说法正确的是()A斜面对物体的摩擦力大小为零B斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向上C斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向竖直向上D斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上答案：A解析：物体重力在斜面方向上的分力：Gxmgsin 304.9 N，由此可推断f0，即A正确，B错误物体
4、重力在垂直斜面方向上的分力：Gy mgcos 304.9 N，方向垂直斜面向下，即支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上，故C、D均错误5如图所示，石拱桥的正中央有一质量为m的对称楔形石块，侧面与竖直方向的夹角为，重力加速度为g.若接触面间的摩擦力忽略不计，则石块侧面所受弹力的大小为()A. B.C.mgtan D.mgcot 答案：A解析：石块受力如图所示，由对称性可知两侧面所受弹力大小相等，设为FN，由三力平衡可知四边形OABC为菱形，故ODC为直角三角形，且OCD，则由mgFNsin 可得FN，故A正确6(多选)用一轻绳将小球P系于光滑墙壁上的O点，在墙壁和球P之间夹有一矩形物块Q，如
5、图所示P、Q均处于静止状态，则下列相关说法正确的是()AP受4个力BQ受3个力C若绳子变长，绳子的拉力将变小D若绳子变短，Q受到的静摩擦力将增大答案：AC解析：先研究Q，水平方向上Q受墙壁和小球P的弹力而平衡，竖直方向上Q受重力和P对它的竖直向上的摩擦力而平衡，故Q受到的静摩擦力始终等于其重力，选项B、D错误；再研究P，P受重力、绳子拉力、Q对它的支持力和竖直向下的摩擦力作用，选项A正确；以P、O整体为研究对象，设绳子与墙壁之间的夹角为，若绳子变长，将变小，根据平衡条件在竖直方向上有：Fcos G总，则绳子的拉力将变小，选项C正确7如图所示，轻弹簧上端与一质量为m的木块1相连，下端与另一质量为
6、M的木块2相连，整个系统置于水平放置的光滑木板上，并处于静止状态现将木板沿水平方向突然抽出，设抽出后的瞬间，木块1、2的加速度大小分别为a1、a2.重力加速度大小为g.则有()Aa10，a2g Ba1g，a2gCa10，a2g Da1g，a2g答案：C解析：木板抽出前，由平衡条件可知弹簧被压缩产生的弹力大小为mg.木板抽出后瞬间，弹簧弹力保持不变，仍为mg.由平衡条件和牛顿第二定律可得a10，a2g.答案为C.8.(多选)如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪，用于对旅客的行李进行安全检查其传送装置可简化为如图乙的模型，紧绷的传送带始终保持v1 m/s的恒定速率运行旅客把行李无初速度地放在A处
7、，设行李与传送带之间的动摩擦因数0.1，A、B间的距离为2 m，取g10 m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v1 m/s的恒定速率平行于传送带运动到B处取行李，则()甲乙A乘客与行李同时到达B处B乘客提前0.5 s到达B处C行李提前0.5 s到达B处D若传送带速度足够大，行李最快也要2 s才能到达B处答案：BD解析：行李放在传送带上，传送带对行李的滑动摩擦力使行李开始做匀加速直线运动，随后行李又以与传送带相等的速率做匀速直线运动加速度为ag1 m/s2，历时t11 s与传送带达到共同速度，位移x1t10.5 m，此后行李匀速运动历时t21.5 s到达B处，共用时间2.5 s；乘客到达B
8、处历时t22 s，故B正确，A、C错误若传送带速度足够大，行李一直加速运动，最短运动时间tmin s2 s，D正确9如图所示，质量分别为m1、m2的物块A、B用一轻质绳相连置于粗糙水平面上，用一水平力F(Fkt，k为大于0的常数)向右拉A，已知A、B与水平面间的动摩擦因数相等且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，绳的承受力足够大，则下列关于绳中弹力大小FN随时间t的变化关系的图象中正确的是()答案：A解析：当m1gFkt时，绳中无弹力，C错；当(m1m2)gktm1g时，由力的平衡知FNm1gkt，即FN与时间成线性关系，当F(m1m2)g时，A、B一起向右加速，a，而FNm2gm2a，联立得FNkt
9、，即FN随时间变化的图线是一条过原点的直线，A对，B、D错10中央电视台推出了一个游戏节目推矿泉水瓶选手们从起点开始用力推瓶一段时间后，放手让瓶向前滑动，若瓶最后停在桌上有效区域内，视为成功；若瓶最后不能停在桌上有效区域内或在滑行过程中倒下，均视为失败其简化模型如图所示，AC是长度为L15 m的水平桌面，选手们可将瓶子放在A点，从A点开始用一恒定不变的水平推力推瓶，BC为有效区域已知BC长度为L21 m，瓶子质量为m0.5 kg，瓶子与桌面间的动摩擦因数0.4.某选手作用在瓶子上的水平推力F20 N，瓶子沿AC做直线运动，假设瓶子可视为质点，那么该选手要想游戏获得成功，试问：(取g10 m/s
10、2)(1)推力作用在瓶子上的时间最长不得超过多少？(2)推力作用在瓶子上的距离最小为多少？答案：(1) s(2)0.4 m解析：(1)要想游戏获得成功，瓶滑到C点速度正好为零时，推力作用时间最长，设最长作用时间为t1，有推力作用时瓶做匀加速运动，设加速度为a1，t1时刻瓶的速度为v，推力停止作用后瓶做匀减速运动，设此时加速度大小为a2，由牛顿第二定律得：Fmgma1mgma2加速运动过程中的位移x1减速运动过程中的位移x2位移关系满足：x1x2L1又：va1t1由以上各式解得：t1 s.(2)要想游戏获得成功，瓶滑到B点速度正好为零时，推力作用距离最小，设最小距离为d，则：L1L2v22a1d
11、联立解得：d0.4 m.11如图所示，一儿童玩具船静止在水平地面上，一个儿童用与水平面成53角的恒力拉着船沿水平面运动，已知拉力F4.0 N，玩具船的质量m0.5 kg，经过时间t2.0 s，船移动的距离x4.2 m，这时儿童松开手，船又滑行了一段距离后停下(取g10 m/s2，sin 530.8，cos 530.6)(1)求船与水平地面间的动摩擦因数以及松开手后船还能运动的距离(2)若拉力与水平面成53角不变，为使船能始终在地面上运动，求拉力F的取值范围若拉力与水平面之间夹角不定，使船能在地面上运动的最小拉力是多少？答案：(1)1.176 m(2)见解析解析：(1)由牛顿第二定律得Fcos
12、53(mgFsin 53)ma根据运动学公式知xat2解得0.75松手时船滑行的速度vm4.2 m/s松手后船滑行的加速度大小a1g7.5 m/s2滑行距离s1.176 m.(2)为使船始终在地面上滑行，最小的拉力应使它在地面上匀速运动，由牛顿第二定律得F1cos 53(mgF1sin 53)0，解得F13.125 N拉力取最大值时，它的竖直分量等于重力F2sin 53mg，F26.25 N所以拉力的取值范围是3.125 NF6.25 N取船为研究对象，其在与水平面夹角为、斜向右上方的拉力F作用下，沿水平面向右做匀速直线运动，此时，船的受力情况如图所示，沿两坐标轴方向列出平衡方程：Fcos f0Fsin Nmg0考虑到滑动摩擦力f与正压力N间的关系fN由上述三式消去未知量N和f，将F表示为的函数，得F对上述表达式作变换，得F，其中tan 由此可知，当arctan 时，拉力F可取得最小值Fmin.