18.如图,用$F=8\ \mathrm{N}$水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为5 N,则物块A所受地面摩擦力的大小及方向为 (

A.8 N,水平向右
B.3 N,水平向左
C.8 N,水平向左
D.5 N,水平向右
B
)A.8 N,水平向右
B.3 N,水平向左
C.8 N,水平向左
D.5 N,水平向右
答案
18. B
解析
【分析】
要解决该问题,需对物块A、B分别进行受力分析,结合二力平衡和力的相互性推导摩擦力。首先,物块B静止,处于平衡状态;物块A匀速运动,也处于平衡状态,通过分析两者的受力关系,即可求出地面对A的摩擦力。
【解析】
1. 对物块B受力分析:B静止,水平方向受弹簧测力计向左的拉力(大小5N),根据二力平衡,B受到A对它向右的摩擦力,大小为5N。
2. 根据力的作用是相互的,物块A受到B对它向左的摩擦力,大小为5N。
3. 对物块A受力分析:A匀速向右运动,水平方向受向右的拉力F=8N,向左的力有B对A的摩擦力(5N)和地面对A的摩擦力。根据二力平衡,向右的力等于向左的力之和,即:$ F = f_{B对A} + f_{地} $,代入数据得:$ f_{地}=8N -5N=3N $,方向与拉力方向相反,即水平向左。
【答案】
B
【知识点】
二力平衡、摩擦力、力的相互性
【点评】
本题通过对两个关联物体的受力分析,结合平衡条件求解摩擦力,需明确研究对象,理清力的相互关系,是力学中典型的受力分析题型,考查学生的受力分析能力。
【难度系数】
0.5
要解决该问题,需对物块A、B分别进行受力分析,结合二力平衡和力的相互性推导摩擦力。首先,物块B静止,处于平衡状态;物块A匀速运动,也处于平衡状态,通过分析两者的受力关系,即可求出地面对A的摩擦力。
【解析】
1. 对物块B受力分析:B静止,水平方向受弹簧测力计向左的拉力(大小5N),根据二力平衡,B受到A对它向右的摩擦力,大小为5N。
2. 根据力的作用是相互的,物块A受到B对它向左的摩擦力,大小为5N。
3. 对物块A受力分析:A匀速向右运动,水平方向受向右的拉力F=8N,向左的力有B对A的摩擦力(5N)和地面对A的摩擦力。根据二力平衡,向右的力等于向左的力之和,即:$ F = f_{B对A} + f_{地} $,代入数据得:$ f_{地}=8N -5N=3N $,方向与拉力方向相反,即水平向左。
【答案】
B
【知识点】
二力平衡、摩擦力、力的相互性
【点评】
本题通过对两个关联物体的受力分析,结合平衡条件求解摩擦力,需明确研究对象,理清力的相互关系,是力学中典型的受力分析题型,考查学生的受力分析能力。
【难度系数】
0.5
19.如图,在粗糙程度不变的水平面上,用5 N的拉力拉着重为10 N的物块由A点到B点做匀速直线运动,在B点将拉力增大为10 N,在C点撤去外力。下列说法正确的是
(

A.物块在AB段受到的摩擦力大小等于10 N
B.在C点撤去外力后,物块将保持静止
C.物块在AC段所受到的摩擦力大小始终保持不变
D.物块在BC段受到的摩擦力大于5 N
(
C
)A.物块在AB段受到的摩擦力大小等于10 N
B.在C点撤去外力后,物块将保持静止
C.物块在AC段所受到的摩擦力大小始终保持不变
D.物块在BC段受到的摩擦力大于5 N
答案
19. C
解析
【分析】
要解决这道题,需明确滑动摩擦力的影响因素:滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与拉力大小、运动状态无关;同时结合二力平衡、力与运动的关系分析各选项。首先,AB段物块匀速直线运动,根据二力平衡可判断AB段摩擦力;再结合滑动摩擦力的决定因素,分析BC段和AC段的摩擦力变化,最后判断撤去外力后的运动状态。
【解析】
1. 滑动摩擦力的决定因素:压力大小和接触面粗糙程度。本题中,物块对水平面的压力等于自身重力(10N),且水平面粗糙程度不变,因此AC段滑动摩擦力大小始终不变。
2. AB段分析:物块做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,故AB段摩擦力$f=F_{AB}=5N$,因此选项A(说摩擦力为10N)错误。
3. BC段分析:BC段拉力增大为10N,但压力和粗糙程度不变,滑动摩擦力仍为5N,故选项D(说BC段摩擦力大于5N)错误。
4. C点撤去外力后:物块由于惯性继续运动,仅受滑动摩擦力作用,会做减速运动,不会保持静止,故选项B错误。
5. 综上,AC段压力和粗糙程度均不变,滑动摩擦力大小始终不变,选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、力与运动的关系
【点评】
本题核心考查滑动摩擦力的影响因素,需学生明确滑动摩擦力与拉力、运动状态无关,同时结合二力平衡判断AB段摩擦力,再分析力与运动的关系,是力学基础题,侧重概念的理解应用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需明确滑动摩擦力的影响因素:滑动摩擦力大小只与压力大小和接触面粗糙程度有关,与拉力大小、运动状态无关;同时结合二力平衡、力与运动的关系分析各选项。首先,AB段物块匀速直线运动,根据二力平衡可判断AB段摩擦力;再结合滑动摩擦力的决定因素,分析BC段和AC段的摩擦力变化,最后判断撤去外力后的运动状态。
【解析】
1. 滑动摩擦力的决定因素:压力大小和接触面粗糙程度。本题中,物块对水平面的压力等于自身重力(10N),且水平面粗糙程度不变,因此AC段滑动摩擦力大小始终不变。
2. AB段分析:物块做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,故AB段摩擦力$f=F_{AB}=5N$,因此选项A(说摩擦力为10N)错误。
3. BC段分析:BC段拉力增大为10N,但压力和粗糙程度不变,滑动摩擦力仍为5N,故选项D(说BC段摩擦力大于5N)错误。
4. C点撤去外力后:物块由于惯性继续运动,仅受滑动摩擦力作用,会做减速运动,不会保持静止,故选项B错误。
5. 综上,AC段压力和粗糙程度均不变,滑动摩擦力大小始终不变,选项C正确。
【答案】
C
【知识点】
滑动摩擦力、二力平衡、力与运动的关系
【点评】
本题核心考查滑动摩擦力的影响因素,需学生明确滑动摩擦力与拉力、运动状态无关,同时结合二力平衡判断AB段摩擦力,再分析力与运动的关系,是力学基础题,侧重概念的理解应用。
【难度系数】
0.6
20.如图,匀质圆柱体甲、乙放置在水平地面上,$S_甲>S_乙$,$h_甲<h_乙$,现沿水平虚线切去部分后,甲、乙剩余部分的高度相同,此时甲、乙对地面的压强相等,则切去前甲、乙的密度及对地面的压强的关系是 (

A.$\rho_甲=\rho_乙$,$p_甲<p_乙$
B.$\rho_甲=\rho_乙$,$p_甲>p_乙$
C.$\rho_甲<\rho_乙$,$p_甲<p_乙$
D.$\rho_甲>\rho_乙$,$p_甲>p_乙$
A
)A.$\rho_甲=\rho_乙$,$p_甲<p_乙$
B.$\rho_甲=\rho_乙$,$p_甲>p_乙$
C.$\rho_甲<\rho_乙$,$p_甲<p_乙$
D.$\rho_甲>\rho_乙$,$p_甲>p_乙$
答案
20. A
解析
【分析】
要解决这道题,需利用匀质柱体对水平地面的压强公式:对于匀质柱体,对地面的压强可推导为$ p=\rho gh $(推导过程:$ p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh $)。首先根据切去后剩余部分压强相等,推导甲、乙的密度关系;再结合切去前甲、乙的高度,比较对地面的压强大小。
【解析】
1. 推导密度关系:
设切去后甲、乙剩余部分的高度为$ h' $,此时甲对地面的压强$ p_甲'=\rho_甲 gh' $,乙对地面的压强$ p_乙'=\rho_乙 gh' $。由题意知$ p_甲'=p_乙' $,即$ \rho_甲 gh'=\rho_乙 gh' $,约去$ gh' $可得$ \rho_甲=\rho_乙 $。
2. 比较切去前的压强:
切去前,甲的高度$ h_甲 $,乙的高度$ h_乙 $,且$ h_甲<h_乙 $。根据压强公式,切去前甲对地面的压强$ p_甲=\rho_甲 gh_甲 $,乙对地面的压强$ p_乙=\rho_乙 gh_乙 $。因为$ \rho_甲=\rho_乙 $,$ h_甲<h_乙 $,所以$ p_甲=\rho_甲 gh_甲 < \rho_乙 gh_乙 = p_乙 $。
综上,$ \rho_甲=\rho_乙 $,$ p_甲<p_乙 $,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
匀质柱体压强公式;固体压强比较;密度与压强关系
【点评】
本题考查匀质柱体对水平地面压强的应用,核心是利用剩余部分压强相等推导密度关系,再结合原高度比较压强,属于基础题型,需熟练掌握柱体压强公式的推导与应用。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需利用匀质柱体对水平地面的压强公式:对于匀质柱体,对地面的压强可推导为$ p=\rho gh $(推导过程:$ p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{\rho Vg}{S}=\frac{\rho Shg}{S}=\rho gh $)。首先根据切去后剩余部分压强相等,推导甲、乙的密度关系;再结合切去前甲、乙的高度,比较对地面的压强大小。
【解析】
1. 推导密度关系:
设切去后甲、乙剩余部分的高度为$ h' $,此时甲对地面的压强$ p_甲'=\rho_甲 gh' $,乙对地面的压强$ p_乙'=\rho_乙 gh' $。由题意知$ p_甲'=p_乙' $,即$ \rho_甲 gh'=\rho_乙 gh' $,约去$ gh' $可得$ \rho_甲=\rho_乙 $。
2. 比较切去前的压强:
切去前,甲的高度$ h_甲 $,乙的高度$ h_乙 $,且$ h_甲<h_乙 $。根据压强公式,切去前甲对地面的压强$ p_甲=\rho_甲 gh_甲 $,乙对地面的压强$ p_乙=\rho_乙 gh_乙 $。因为$ \rho_甲=\rho_乙 $,$ h_甲<h_乙 $,所以$ p_甲=\rho_甲 gh_甲 < \rho_乙 gh_乙 = p_乙 $。
综上,$ \rho_甲=\rho_乙 $,$ p_甲<p_乙 $,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
匀质柱体压强公式;固体压强比较;密度与压强关系
【点评】
本题考查匀质柱体对水平地面压强的应用,核心是利用剩余部分压强相等推导密度关系,再结合原高度比较压强,属于基础题型,需熟练掌握柱体压强公式的推导与应用。
【难度系数】
0.6
21.学习摩擦力时,老师做了以下实验:如图1,将牙刷放在木板上,向左拉动牙刷,观察到刷毛向右弯曲;如图2,保持牙刷不动,向右拉动木板,观察到刷毛还是向右弯曲。刷毛弯曲,说明力能使物体发生

形变
,图1中木板相对于刷毛向右
运动,图2中刷毛受到的摩擦力方向为向右
。答案
21. 形变 向右 向右
解析
【分析】
本题需结合力的作用效果、相对运动和摩擦力方向的判断来解题。首先,刷毛弯曲体现力的作用效果;其次,判断相对运动方向时要明确参照物;最后,摩擦力方向与相对运动方向相反,据此分析各空。
【解析】
1. 力的作用效果:刷毛弯曲,说明力能使物体发生形变,因此第一个空填形变。
2. 相对运动方向:图1中向左拉动牙刷,以刷毛为参照物,木板的位置向右变化,所以木板相对于刷毛向右运动,第二个空填向右。
3. 摩擦力方向:图2中向右拉动木板,刷毛相对于木板有向左的相对运动,摩擦力方向与相对运动方向相反,因此刷毛受到的摩擦力方向向右,第三个空填向右。
【答案】
形变 向右 向右
【知识点】
力的作用效果、相对运动、摩擦力方向
【点评】
本题通过牙刷实验考查力学基础知识点,将抽象的摩擦力方向转化为直观的实验现象,便于理解,需掌握相对运动和摩擦力方向的判断方法。
【难度系数】
0.5
本题需结合力的作用效果、相对运动和摩擦力方向的判断来解题。首先,刷毛弯曲体现力的作用效果;其次,判断相对运动方向时要明确参照物;最后,摩擦力方向与相对运动方向相反,据此分析各空。
【解析】
1. 力的作用效果:刷毛弯曲,说明力能使物体发生形变,因此第一个空填形变。
2. 相对运动方向:图1中向左拉动牙刷,以刷毛为参照物,木板的位置向右变化,所以木板相对于刷毛向右运动,第二个空填向右。
3. 摩擦力方向:图2中向右拉动木板,刷毛相对于木板有向左的相对运动,摩擦力方向与相对运动方向相反,因此刷毛受到的摩擦力方向向右,第三个空填向右。
【答案】
形变 向右 向右
【知识点】
力的作用效果、相对运动、摩擦力方向
【点评】
本题通过牙刷实验考查力学基础知识点,将抽象的摩擦力方向转化为直观的实验现象,便于理解,需掌握相对运动和摩擦力方向的判断方法。
【难度系数】
0.5
22.如图,质量均为1 kg的A、B两个相同正方体木块放在水平面上,长木板C的质量为10 kg,放在它们上面。用水平力F拉木块A,使A、B、C一起沿水平面向右做匀速直线运动,已知滑动摩擦力为压力的0.3倍。则(g取10 N/kg):
(1)C对B的摩擦力方向为
(2)C对B的摩擦力为

(1)C对B的摩擦力方向为
向右
。(2)C对B的摩擦力为
18
N。答案
22. (1)向右 (2)18
解析
【分析】
要解决本题,需对B物体进行受力分析,因为A、B、C一起匀速直线运动,所以各物体受力平衡。首先明确B的水平方向受力:B受到地面向左的滑动摩擦力,要保持匀速,必须有一个向右的力与该摩擦力平衡,这个力就是C对B的摩擦力。计算B对地面的压力时,需考虑B自身重力和C对B的压力(因A、B相同,C的重力由A、B各承担一半),再结合滑动摩擦力公式和平衡条件求解。
【解析】
(1) 对B物体受力分析:A、B、C一起匀速直线运动,B处于平衡状态,水平方向合力为0。B受到地面向左的滑动摩擦力,因此必然受到C对B向右的摩擦力,才能使水平方向受力平衡,故C对B的摩擦力方向为向右。
(2) 计算B对地面的压力:B的重力 $ G_B = m_B g = 1\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 10\ \mathrm{N} $;C的重力 $ G_C = m_C g = 10\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 100\ \mathrm{N} $,由于A、B相同,C放在A、B上,C对B的压力为 $ \frac{G_C}{2} = 50\ \mathrm{N} $,因此B对地面的总压力 $ N_B = G_B + \frac{G_C}{2} = 10\ \mathrm{N} + 50\ \mathrm{N} = 60\ \mathrm{N} $。
根据滑动摩擦力公式,地面给B的滑动摩擦力 $ f_B = 0.3 × N_B = 0.3 × 60\ \mathrm{N} = 18\ \mathrm{N} $,方向向左。
因为B匀速,水平方向受力平衡,所以C对B的摩擦力大小等于地面给B的摩擦力,即 $ f_{CB} = 18\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1)向右 (2)18
【知识点】
摩擦力、受力平衡、滑动摩擦力
【点评】
本题结合受力平衡和滑动摩擦力的计算,关键在于正确分析B对地面的压力(需考虑C的压力分配),再通过平衡条件确定摩擦力的大小和方向,考查学生的受力分析能力和公式应用能力。
【难度系数】
0.4
要解决本题,需对B物体进行受力分析,因为A、B、C一起匀速直线运动,所以各物体受力平衡。首先明确B的水平方向受力:B受到地面向左的滑动摩擦力,要保持匀速,必须有一个向右的力与该摩擦力平衡,这个力就是C对B的摩擦力。计算B对地面的压力时,需考虑B自身重力和C对B的压力(因A、B相同,C的重力由A、B各承担一半),再结合滑动摩擦力公式和平衡条件求解。
【解析】
(1) 对B物体受力分析:A、B、C一起匀速直线运动,B处于平衡状态,水平方向合力为0。B受到地面向左的滑动摩擦力,因此必然受到C对B向右的摩擦力,才能使水平方向受力平衡,故C对B的摩擦力方向为向右。
(2) 计算B对地面的压力:B的重力 $ G_B = m_B g = 1\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 10\ \mathrm{N} $;C的重力 $ G_C = m_C g = 10\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg} = 100\ \mathrm{N} $,由于A、B相同,C放在A、B上,C对B的压力为 $ \frac{G_C}{2} = 50\ \mathrm{N} $,因此B对地面的总压力 $ N_B = G_B + \frac{G_C}{2} = 10\ \mathrm{N} + 50\ \mathrm{N} = 60\ \mathrm{N} $。
根据滑动摩擦力公式,地面给B的滑动摩擦力 $ f_B = 0.3 × N_B = 0.3 × 60\ \mathrm{N} = 18\ \mathrm{N} $,方向向左。
因为B匀速,水平方向受力平衡,所以C对B的摩擦力大小等于地面给B的摩擦力,即 $ f_{CB} = 18\ \mathrm{N} $。
【答案】
(1)向右 (2)18
【知识点】
摩擦力、受力平衡、滑动摩擦力
【点评】
本题结合受力平衡和滑动摩擦力的计算,关键在于正确分析B对地面的压力(需考虑C的压力分配),再通过平衡条件确定摩擦力的大小和方向,考查学生的受力分析能力和公式应用能力。
【难度系数】
0.4
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