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第二章 第一单元 重力 弹力 摩擦力
一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分)
1.如图1所示，一被吊着的空心的均匀球壳内装满了细沙，底部有一阀门，打开阀门让细沙慢慢流出的过程中，球壳与细沙的共同重心将会 ( )
A．一直下降 B．一直不变
C．先下降后上升 D．先上升后下降
2．一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑，此时斜面体不受地面的摩擦力作用，若沿斜面方向用力向下推此物体，使物体加速下滑，则斜面体受地面的摩擦力( )
A．大小为零 B．方向水平向前
C．方向水平向后 D．无法判断大小和方向
3.如图2所示，放在水平桌面上的木块A处于静止状态，所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg，弹簧测力计读数为2 N，滑轮摩擦不计．若轻轻取走盘中的部分砝码，使总质量减少到0.3 kg时，将会出现的情况是(g＝10 m/s2) ( )
A．弹簧测力计的读数将变小
B．A仍静止不动
C．A对桌面的摩擦力不变
D．A所受的合力将要变大
4．如图3所示，轻质弹簧的劲度系数为k，小球重G，平衡时小球在A处，今用力F压小球至B处，使弹簧缩短x，则此时弹簧的弹力为 ( )
A．kx B．kx＋G
C．G－kx D．以上都不对
5.如图4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是μ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计．若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为 ( )
A．4μmg B．3μmg C．2μmg D．μmg
6．如图5所示，重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上，有一根原长为10 cm，劲度系数为1000 N/m的弹簧，其一端固定在斜面底端，另一端放置物体A后，弹簧长度缩短为8 cm，现用一测力计沿斜面向上拉物体，若滑块与斜面间最大静摩擦力为25 N，当弹簧的长度仍为8 cm时，测力计读数不可能为( )
A．10 N B．20 N C．40 N D．60 N
二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
7.用手握住一个油瓶并保持静止(油瓶始终处于竖直方向，如图6所示)，下列说法
中正确的是 ( )
A．当瓶中油的质量增大时，手握瓶的力必须增大
B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
C．不论手握得多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的
D．摩擦力等于油瓶与油的总重力
8.如图7所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后( )
A．M静止在传送带上
B．M可能沿斜面向上运动
C．M受到的摩擦力不变
D．M下滑的速度不变
9．如图8甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对B物体施加一水平变力F，F－t关系图象如图8乙所示．两物体在变力F作用下由静止开始运动，且始终相对静止，则 ( )
A．t时刻，两物体之间的摩擦力最大
B．t时刻，两物体的速度方向开始改变
C．t～2t时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大
D．0～2t时间内，物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同
10. (2010•苏州模拟)如图9所示，水平面上复印机纸盒里放一叠共计10张复印纸，每一张纸的质量均为m.用一摩擦轮以竖直向下的力F压第1张纸，并以一定的角速度逆时针转动摩擦轮，确保摩擦轮与第1张纸之间、第1张纸与第2张纸之间均有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，摩擦轮与第1张纸之间的动摩擦因数为μ1，纸张间的动摩擦因数均为μ2，且有μ1＞μ2.则下列说法正确的是 ( )
A．第2张纸到第9张纸之间可能发生相对滑动
B．第2张纸到第9张纸之间不可能发生相对滑动
C．第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左
D．第6张纸受到的合力为零
三、计算题(本题共2小题，共30分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(15分)如图10所示，质量分别为m和M的两物体P和Q叠放在倾角为θ的斜面上，P、Q之间的动摩擦因数为μ1，Q与斜面间的动摩擦因数为μ2(μ1＞μ2)．当它们从静止开始沿斜面滑下时，两物体始终保持相对静止，则物体P受到的摩擦力大小为多少？
12．(15分)如图11所示，板A的质量为m，滑块B的质量为2m，板A用绳拴住，绳与斜面平行，滑块B沿倾角为α的斜面在A板的中间一段匀速下滑，若A、B之间以及B与斜面间的动摩擦因数相同，求动摩擦因数μ.
第二章 第一单元 重力 弹力 摩擦力
【参考答案与详细解析】
一、单项选择题(本题共6小题，每小题7分，共42分)
1.解析：在装满细沙时，球壳和细沙的共同重心在球心．随着细沙的流出，球壳的重心不变，但是细沙的重心在下降，二者的共同重心在球心下方；当细沙流完时，重心又回到了球心．可见重心应是先下降后上升，故C正确．
答案：C
2．解析：由于两个过程中斜面体受到物体的作用力没有变化，所以地面对斜面体的摩擦力不变，仍为零，A项正确．
答案：A
3. 解析：当砝码和托盘的总质量为m1＝0.6 kg时，F＋Ff＝m1g＝6 N，Ff＝4 N，可知A与桌面的最大静摩擦力至少为4 N，当砝码和托盘总质量为m2＝0.3 kg时，设A仍不动，有F不变，F＋Ff′＝m2g，Ff′＝1 N＜4 N，故假设成立，A仍静止不动，A所受的合力仍为零，A对桌面的摩擦力减为1 N，弹簧测力计的示数不变，故只有B正确．
答案：B
4．解析：设球在A处时弹簧已压缩了Δx，球平衡时弹力FA＝G＝kΔx，球在B处时，弹簧又压缩x，球再达平衡时弹力FB＝k(Δx＋x)＝G＋kx.故选项B是正确的，注意：此题易选错为A项，原因是x并非球在B处时弹簧的形变量，即非弹簧压缩后与原长的差值．
答案：B
5.解析：本题考查物体的受力分析及物体的平衡．因为P、Q都做匀速运动，因此可用整体法和隔离法求解．隔离Q进行分析，Q在水平方向受绳向左的拉力FT和向右的摩擦力Ff1＝μmg，因此FT＝μmg.对整体进行分析，整体受绳向左的拉力2FT，地面对整体的向左的摩擦力Ff2＝2μmg，向右的外力F，由平衡条件得：F＝2FT＋Ff2＝4μmg.
答案：A
6．解析：设物体与斜面的静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件得：F＋Ff＋kx＝mgsin30°.可得：F＋Ff＝20 N，F由0逐渐增大．Ff逐渐减小，当Ff＝0时，F为20 N；故A、B均可能；当Ff沿斜面向下时，F＋kx＝Ff＋mgsin30°.有：F＝Ff＋20 N，随F增大，Ff也逐渐增大，直到Ff＝25 N，此时F＝45 N，当F＞45 N，滑块就沿斜面滑动，故测力计的读数不可能为60 N.
答案：D
二、多项选择题(本题共4小题，每小题7分，共28分．每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)
7.解析：因为油瓶处于平衡状态，故摩擦力与油和瓶的总重力大小相等，又因为是静摩擦力，根据其特点，大小与压力无关，故C、D正确，B错误．而最大静摩擦力Ffmax与正压力有关．在压力一定的情况下，最大静摩擦力一定．若平衡时，静摩擦力未达到最大值，当适当增加油的质量时，若G≤Ffmax，不增加压力仍可平衡，A错．
答案：CD
8.解析：本题考查的知识点为滑动摩擦力，由M匀速下滑可知其处于平衡状态，受重力、滑动摩擦力、支持力，传送带启动以后对M受力没有影响，自然也不会影响其运动状态，故C、D正确．
答案：CD
9．解析：t时刻F＝0，A、B的加速度为零，因此两物体速度方向不变，且A、B间的摩擦力为零，可见选项A、B错．t～2t时间内，A、B系统的加速度逐渐增大，以A为研究对象，A受到的摩擦力应逐渐增大；A的加速度由其受到的摩擦力提供，因此A受到摩擦力与A、B加速度同向，即与F同向，可见选项C、D正确．
答案：CD
10.解析：对于第2张纸：上表面受到第1张纸向右的滑动摩擦力Ff12＝μ2(mg＋F)……①；下表面受到第3张纸向左的最大静摩擦力Ff32＝μ2(2mg＋F)……②.由①②可知：Ff12＜Ff32.所以A错误B正确；第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向右，C错误；因为第6张纸不会发生相对滑动而处于静止状态，所以它受到第5张纸向右的静摩擦力与第7张纸向左的静摩擦力等大反向，D正确．
答案：BD
三、计算题(本题共2小题，共30分．解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．解析：先取PQ为一整体，受力分析如图所示．由牛顿第二定律得：
(M＋m)gsinθ－FfQ＝(M＋m)a
FfQ＝μ2FN
FN＝(m＋M)gcosθ
以上三式联立可得a＝gsinθ－μ2gcosθ
再隔离P物体，设P受到的静摩擦力为FfP，
方向沿斜面向上，对P再应用牛顿第二定律得：
mgsinθ－FfP＝ma可得出FfP＝μ2mgcosθ.
答案：μ2mgcosθ
12．解析：以B为研究对象进行受力分析，如右图所示，由平衡条件得
2mgsinα＝μFN1＋μFN2
对于A由平衡条件得FN2＝mgcosα ②
对A、B整体由平衡条件得
FN1＝3mgcosα ③
由①②③得μ＝12tanα.
答案：12tanα