《2025年资源库高中物理人教版》

例70 [北京新高考]某同学利用图1-3-64甲所示装置研究摩擦力的变化情况. 实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上. 水平向左拉木板,传感器记录的 $ F - t $ 图像如图1-3-64乙所示. 下列说法正确的是( )

A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图1-3-64乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为 $ 10:7 $
D.只用图1-3-64乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【解析】力传感器与物块用棉线连接,物块受力平衡,力传感器所测量的力的大小等于摩擦力的大小,而物块所受摩擦力的大小与木板是否匀速运动无关,A错误；图1-3-64乙为传感器所受棉线拉力随时间的变化曲线,B错误；从图1-3-64乙可看出传感器所受拉力的最大值约为 $ 10 \, N $,此时木板与物块刚要滑动,即物块与木板间的最大静摩擦力约为 $ 10 \, N $,$ t = 4.5 \, s $ 以后,传感器所受拉力基本不变,大小约为 $ 7 \, N $,可知此时木板与物块相对滑动,传感器的示数等于滑动摩擦力的大小,即最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为 $ 10:7 $,C正确；根据图1-3-64乙只知道滑动摩擦力的大小,物块质量未知,故无法得到物块与木板间的动摩擦因数,D错误.
【答案】C

答案： C

例71 [广西2024·2]工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下. 如图1-3-65,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和

A.$ F_{f1} ＜ F_{f2} ＜ F_{f3} $
B.$ F_{f1} = F_{f2} ＜ F_{f3} $
C.$ F_{f1} = F_{f3} ＜ F_{f2} $
D.$ F_{f1} = F_{f2} = F_{f3} $
【解析】根据滑动摩擦力公式 $ F_{f} = \mu F_{N} $,1、2、3号货箱与直木板间正压力相同,各表面材质和粗糙程度均相同,摩擦力大小与接触面积大小无关,则 $ F_{f1} = F_{f2} = F_{f3} $,D正确.
【答案】D

答案： D

例72 [浙江选考]如图1-3-66所示,一对父子掰手腕,父亲让儿子获胜. 若父亲对儿子的力记为 $ F_{1} $,儿子对父亲的力记为 $ F_{2} $,则(B)


A.$ F_{2} ＞ F_{1} $

B.$ F_{1} $ 和 $ F_{2} $ 大小相等
C.$ F_{1} $ 先于 $ F_{2} $ 产生
D.$ F_{1} $ 后于 $ F_{2} $ 产生
【解析】$ F_{1} $ 和 $ F_{2} $ 是一对作用力与反作用力,根据牛顿第三定律可知,这两个力等大反向、同生同灭,故B正确,A、C、D错误.
【答案】B

答案： B

例73 [湖南新高考]2022年北京冬奥会跳台滑雪空中技巧比赛场地边,有一根系有飘带的风力指示杆,教练员根据飘带的形态提示运动员现场风力的情况. 若飘带可视为粗细一致的匀质长绳,其所处范围内风速水平向右、大小恒定且不随高度改变. 当飘带稳定时,飘带实际形态最接近的是(A)

【解析】设飘带总长为 $ L $,飘带宽度为 $ d $,质量为 $ m $,飘带单位面积所受风力为 $ F' $,在飘带上任意选取一点 $ P $,$ P $ 点到飘带下端的距离为 $ x $,$ P $ 点以下的部分受到的重力与风力分别为 $ G_{x} = \frac{mg}{L} \cdot x $、$ F = F' xd $,则重力与风力的合力与竖直方向夹角的正切值 $ \tan \theta = \frac{F}{G_{x}} = \frac{F' dL}{mg} $,根据题意可知 $ \tan \theta $ 恒定,则 $ P $ 点以下的部分受到的重力与风力的合力方向不变,$ P $ 点上方的飘带对其拉力方向不变,A正确.
【答案】A

答案： A