【备战2022】高考物理选择题专题强化训练:滑动摩擦力 动摩擦因数
展开一、单项选择题(共20小题;共80分)
1. 置于水平地面上的物体,在水平方向的拉力作用下向前运动。当拉力增大,物体的速度也随之变大时,物体所受的滑动摩擦力将
A. 增大B. 不变C. 减小D. 不能确定
2. 三个质量相同的物体与水平桌面间的动摩擦因数相同,由于所受的水平拉力不同,A 做匀速运动,B 做加速运动,C 做减速运动。那么,它们受到的摩擦力大小的关系应是
A. FB>FA>FC B. FA
3. 如图所示,有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上,白毛巾的中部用线与墙壁连接着,黑毛巾的中部用线拉住,设线均呈水平。欲将黑白毛巾分离开来,设每条毛巾的质量均为 m,毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为 μ,重力加速度大小为 g,则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为
A. 2μmgB. 4μmgC. 5μmgD. 52μmg
4. 用如图所示的装置探究摩擦力与正压力之间关系时,当以 F=4 N 的拉力拉木板 B 向左匀速运动时,木块 A 静止且轻质弹簧测力计读数为 1 N。假设木块 A 与木板 B 、木板 B 与地面之间的动摩擦因数相等,则木块 A 与木板 B 的质量之比 mA:mB 为
A. 1B. 12C. 13D. 14
5. 将一块各侧面粗糙程度都相同的长方体砖块放在水平桌面上,在平放(甲)、侧放(乙)或竖放(丙)三种情况下用水平力推它前进,则砖受到的摩擦力的大小关系是
A. F甲>F乙>F丙 B. F乙>F甲>F丙 C. F丙>F乙>F甲 D. F甲=F乙=F丙
6. 关于滑动摩擦力,下列说法正确的是
A. 滑动摩擦力方向总是跟物体的运动方向相反
B. 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
C. 滑动摩擦力总跟物体的重力成正比
D. 只有运动的物体才受到滑动摩擦力
7. 如图所示,物体 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,传送带的速度也为 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 受到的摩擦力变大
8. 如图所示,两个长方形物块 A 和 B 置于水平地面 C 上,F 是作用在物块 B 上沿水平方向的力,物块 A 和 B 以相同的速度做匀速运动。A 、 B 之间的摩擦力 F1 和 B 、 C 之间的摩擦力 F2 的大小为
A. F1=0,F2=F B. F1=F,F2=0 C. F1=F,F2=F D. F1=0,F2=0
9. 如图所示,一平板小车在外力作用下向右滑行了一段距离 s,同时车上的物体 A 相对车向左滑行了 L,此过程中,物体 A 受到的摩擦力方向如何?该摩擦力是动力还是阻力
A. 水平向左,阻力B. 水平向左,动力C. 水平向右,阻力D. 水平向右,动力
10. 关于滑动摩擦力,下列说法中正确的
A. 有滑动摩擦力作用的两物体间不一定有弹力
B. 滑动摩擦力总是与物体的重力成正比
C. 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
D. 滑动摩擦力总是与物体的运动方向相反
11. 如图所示,质量为 20 kg 的物体在水平面上向右运动,物体和水平面之间的动摩擦因素为 0.1,在运动过程中,还受到一个水平向左的大小为 10 N 的拉力作用,则物体受到的摩擦力为(g 取 10 m/s2)
A. 10 N,向右B. 10 N,向左C. 20 N,向右D. 20 N,向左
12. 如图所示,在粗糙的水平地面上有质量为 m 的物体 A,连接在一劲度系数为 k 的弹簧上,物体与地面之间的动摩擦因数为 μ,现用一水平力 F 向右拉弹簧,使物体 A 做匀速直线运动,则弹簧伸长的长度为(重力加速度为 g)
A. kF B. mgk C. kμmg D. μmgk
13. 如图所示,用由小到大的力 F 把一重为 G 的木块压在粗糙的竖直墙面上,已知 F=kt (即 F 与时间成正比),则木块所受的摩擦力 f 与时间 t 之间的关系,在图中正确的是
A. B.
C. D.
14. 关于摩擦力,下列说法正确的是
A. 滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反
B. 静止的物体不可能受到滑动摩擦力
C. 滑动摩擦力一定是阻力
D. 静摩擦力不可能是动力
15. 如图,滑块 A 置于水平地面上,滑块 B 在一水平力作用下紧靠滑块 A(A 、 B 接触面竖直),此时 A 恰好不滑动,B 刚好不下滑。已知 A 与 B 间的动摩擦因数为 μ1,A 与地面间的动摩擦因数为 μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A 与 B 的质量之比为
A. 1μ1μ2B. 1−μ1μ2μ1μ2C. 1+μ1μ2μ1μ2D. 2+μ1μ2μ1μ2
16. 如图所示,质量为 m 的木块放在水平传送带上,随传送带一起向前运动,木块与传送带间动摩擦因数为 μ,则下列说法中正确的是
A. 当传送带匀速运动时,木块受向前的摩擦力,大小为 μmg
B. 当传送带匀速运动时,木块不受摩擦力作用
C. 当传送带向前加速运动时,木块受向前的摩擦力,大小为队 μmg
D. 论传送带做何种运动,木块受摩擦力均为 μmg
17. 三个完全相同的物块 1 、 2 、 3 放在水平桌面上,它们与桌面间的动摩擦因数都相同。现用大小相同的外力 F 沿图所示方向分别作用在 1 和 2 上,用 12F 的外力沿水平方向作用在 3 上,使三者都做加速运动。令 a1 、 a2 、 a3 分别代表物块 1 、 2 、 3 的加速度,则
A. a1=a2=a3 B. a1=a2,a2>a3 C. a1>a3>a2 D. a1>a2>a3
18. 如图所示,长直木板的上表面的一端放置一个铁块,木板放置在水平面上,现将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起,木板另一端相对水平面的位置保持不变。在此过程中,铁块受到的摩擦力将
A. 变大B. 变小C. 先变大后变小D. 先变小后变大
19. 一只蚂蚁在半径为 R 的半球形碗内爬行,蚂蚁与碗之间的动摩擦因数为 33,当蚂蚁爬到距碗底最高处 A 时就再也爬不上去,则这个高度为
A. 33R B. 32R C. (1−32)R D. 12R
20. 如图所示,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顺时针转动,若传送带的速度大小也为 v,则传送带启动后
A. M 相对地面静止在传送带上B. M 沿传送带向上运动
C. M 受到的摩擦力不变D. M 下滑的速度减小
二、双项选择题(共9小题;共36分)
21. 如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸与桌布分离后继续在桌面滑行,最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中
A. 桌布对鱼缸摩擦力的方向向右
B. 桌面对鱼缸摩擦力的方向向右
C. 鱼缸所受的摩擦力大小没有变化
D. 若猫增大拉力,鱼缸受到桌布的摩擦力将增大
22. 如图所示,质量为 m 的木块在质量为 M 的长木板上,木板在水平拉力作用下向右匀速滑行,长木板仍处于静止状态。长木板与地面间的动摩擦因数为 μ1,木板与长木板间的动摩擦因数为 μ2,则长木板受地面摩擦力大小一定为
A. μ1M+mgB. μ1mgC. μ2mgD. F
23. 在水平力 F 的作用下,重为 G 的物体沿墙壁匀速下滑,如图所示。若物体与墙壁之间的动摩擦因数为 μ,则物体所受的摩擦力大小为
A. μFB. μF+GC. GD. F2+G2
24. 如图所示,一木块重为 10 N,在 F=4 N 的水平拉力作用下向右以 1 m/s 的速度沿水平面做匀速直线运动,则下列说法中正确的是
A. 木块与水平面间的动摩擦因数为 0.4
B. 当木块以 2 m/s 的速度向右匀速直线运动时,木块受到的摩擦力大小为 4 N
C. 当木块以 6 m/s 的速度向右匀速直线运动时,它需要的水平拉力大于 12 N
D. 当用 8 N 的水平拉力使木块向右运动时,木块受到的摩擦力为 8 N
25. 关于摩擦力的方向,下列说法正确的是
A. 滑动摩擦力的方向,总是和物体运动的方向相反
B. 滑动摩擦力的方向,总是和物体运动的方向相同
C. 物体所受摩擦力的方向总是和接触面相切
D. 物体所受摩擦力的方向和物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反
26. 关于摩擦力,下列说法正确的是
A. 两物体之间有弹力,就 一 定有摩擦力
B. 两物体之间有摩擦力,就一定有弹力
C. 两物体都在运动,它们之间只存在滑动摩擦力
D. 两物体都在运动,它们之间有可能存在静摩擦力
27. 如图所示,人重 600 N,木板重 400 N,人与木板、木板与地面间的动摩擦因数皆为 0.2,现在人水平拉绳,使他与木板一起向右匀速运动,则
A. 人拉绳的力是 200 N B. 人拉绳的力是 100 N
C. 人的脚给木板的摩擦力向右D. 人的脚给木板的摩擦力向左
28. 如图所示,物体 A 、 B 叠放在水平面上,水平力 F 作用在 A 上,使二者一起向左做匀速直线运动,下列说法正确的是
A. A 、 B 之间无摩擦力
B. A 受到的摩擦力水平向右
C. B 受到 A 的摩擦力水平向左
D. 地面对 B 的摩擦力为静摩擦力,水平向右
29. 2014 年冬天哈尔滨连降大雪,路面结冰严重,行驶汽车难以及时停车,经常出现事故。因此某些路段通过在道路上洒一些炉灰来增加轮胎与地面的摩擦。如图所示,一辆运送炉灰的自卸卡车装满炉灰,灰粒之间的动摩擦因数为 μ1,炉灰与车厢底板的动摩擦因数为 μ2,卸灰时车厢的倾角 θ 表示(已知 μ2>μ1)(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),下列说法正确的是
A. 要顺利地卸干净全部炉灰,应满足 tanθ>μ2
B. 要顺利地卸干净全部炉灰,应满足 sinθ>μ2
C. 只卸去部分炉灰,车上还留有一部分炉灰,应满足 μ1
三、多项选择题(共1小题;共4分)
30. 如图 a,一物块在 t=0 时刻滑上一固定斜面,其运动的 vt 图线如图 b 所示。若重力加速度及图 b 中的 v0 、 v1 、 t1 均为已知量,则可求出
A. 斜面的倾角B. 物块的质量
C. 物块与斜面间的动摩擦因数D. 物块沿斜面向上滑行的最大高度
答案
第一部分
1. B
2. C
【解析】物体质量相同,都与地面发生了相对运动,即物体与地面间均是滑动摩擦力,即 Ff=μmg,故选 C。
3. C
【解析】黑毛巾有四个面受到滑动摩擦力,平衡时 F=f1+f2+f3+f4=μ⋅mg2+μ⋅2mg2+μ⋅3mg2+μ⋅4mg2=5μmg,故C正确。
4. B
【解析】木块 A 受到的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力二力平衡,则 μmAg=1 N;木块 A 对木板 B 的滑动摩擦力大小为 μmAg,方向为水平向右;地面对木板 B 的滑动摩擦力为 μmA+mBg,方向为水平向右;由 B 受力平衡可知 F=μmAg+μmA+mBg=4 N,解得 mA:mB=1:2,故B正确。
5. D
6. B
7. C
8. A
9. D
【解析】滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反。摩擦力可以是阻力,也可以是动力。若摩擦力的方向与物体的运动方向(相对参考系的运动,一般以地面为运动的参考系)相同,则摩擦力是动力;若与物体的运动方向相反,则是阻力。由于物体相对小车向左滑动,因此物体受到小车向右的滑动摩擦力的作用,但物体相对地面是向右运动的,即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同,所以是动力。
10. C
【解析】滑动摩擦力产生条件,两物体相互接触有正压力,接触面粗糙且有相对运动,A 错误;
滑动摩擦力阻碍的是物体间相互运动,也可与物体运动方向相同,C 正确,D 错误;
滑动摩擦力总是与物体间的正压力成正比,而正压力不一定等于重力,B 错误。
11. B
【解析】滑动摩擦力与相对运动方向相反,物体向右运动,受水平向左的摩擦力,滑动摩擦力 f=μFN=0.1×20×10 N=20 N,B 正确。
12. D
【解析】设弹簧伸长长度为 x,由胡克定律和二力平衡得 kx=μmg 所以 x=μmgk,D 项正确。
13. D
14. A
【解析】滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,故A正确;静止的物体也可能受到滑动摩擦力,如地面上有物体在滑动时,地面会受到滑动摩擦力,故B错误;摩擦力可以是动力,也可以是阻力,故C、D错误。
15. B
【解析】设水平作用力大小为 F,则对于 B,μ1F=mBg,对于整体,F=μ2(mA+mB)g,解得 mAmB=1−μ1μ2μ1μ2。
16. B
17. C
【解析】根据题意和图示知道,Fsin60∘≤mg,三个物块在水平方向受到的摩擦力大小都等于 F2,摩擦力各不相同;Ff1=μ(mg−Fsin60∘),Ff2=μ(Fsin60∘+mg),Ff3=μmg;
三个物块在竖直方向都受力平衡;a1=(F−2Ff1)2m,a2=(F−2Ff2)2m,a3=(F−2Ff3)2m,a1>a3>a2,C正确。
18. C
【解析】铁块受到的摩擦力在开始到滑动过程为静摩擦力,f=mgsinθ,为正弦规律变化;而滑动后,f′=μmgcsθ,为余弦规律变化,而动摩擦力等于最大静摩擦力,当夹角增大时,摩擦力应先增大后减小;
故选:C.
19. C
【解析】设 A 点所在半径与竖直方向的夹角为 θ,得对蚂蚁研究,在 A 其受力如图所示,
由平衡条件有
f=mgsinθ,FN=mgcsθ
又:f=μFN
联立得:θ=30∘
由几何知识得
csθ=R−hR
得:h=(1−32)R
20. C
【解析】传送带突然启动前物块匀速下滑,对物块进行受力分析:物块受重力、支持力、沿斜面向上的滑动摩擦力.传送带突然启动后,对物块进行受力分析,物块受重力、支持力,由于与 M 接触的传送带斜向上运动,而物块斜向下运动,所以物块所受到的摩擦力不变仍然斜向上,所以物块仍匀速下滑,故C正确,A、B、D错误.
第二部分
21. A, C
【解析】桌布向右拉出时,鱼缸相对于桌布向左运动,故鱼缸受到的擦力向右,故A正确;
桌面对鱼缸摩擦力的方向向左,故B错误;
鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小与拉力无关,只与压力和动摩擦因数有关,因此增大拉力时,摩擦力不变,故C正确,D错误。
22. C, D
【解析】木块相对木板向右滑动,受到向左的滑动摩擦力,大小为 f1=μ2mg,由于力的作用是相互的,故木块对长木板有向右的滑动摩擦力 f1ʹ=μ2mg,故长木板有向右滑动的趋势,受到地面对其向左的静摩擦力,根据共点力平衡条件有 f2=f1ʹ,因而 f2=μ2mg,又由整体法可知,f2=F,因木板受地面的静摩擦力,故不能用 f2=μ1m+Mg 求摩擦力,故C、D正确,A、B错误。
23. A, C
【解析】由于物体与墙壁间的压力 FN=F,所以由滑动摩擦力的概念及计算公式 Ff=μFN 可知,Ff=μFN=μF。由于物体匀速下滑,处于平衡状态,而物体在竖直方向上只受重力 G 和摩擦力 Ff 的作用,由二力平衡可知,Ff=G。所以选项 A、C 正确。
24. A, B
【解析】重为 10 N 的木块在 F=4 N 的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动,则 f=F=4 N 、 FN=G=10 N,所以木块与水平面间的动摩擦因数 μ=fFN=410=0.4,故A正确。木块以不同的速度向右做匀速运动,木块受到的滑动摩擦力 f=4 N 不变,拉力 F=f=4 N 不变,故B正确,C错误。当用 8 N 的水平拉力使木块向右运动时,木块受到的滑动摩擦力 f=μFN=4 N,故D错误。
25. C, D
【解析】滑动摩擦力阻碍的是物体之间的相对运动,因而总和物体之间相对运动的方向相反,但并不一定和物体相对地面的运动方向相反,滑动摩擦力可以是阻力,也可以是动力,A、B错误。
摩擦力的方向总是和接触面相切,并和物体相对运动的方向相反.
26. B, D
27. B, C
【解析】人和木板作为一个整体,向右运动过程中受到的摩擦力 Ff=μFN=μ(G1+G2)=200 N。由平衡条件得,两绳的拉力均为 100 N,B项正确。再取木板研究,受到人的摩擦力 Ffʹ=Ff−F拉=200 N−100 N=100 N,方向向右。C项正确。
28. B, C
【解析】对 A 物体,由于 A 匀速运动,由二力平衡可知,B对 A 的摩擦力必与 F 等大反向,故A错误,B正确;
对 B 物体,由力的作用的相互性知,B 对 A 的摩擦力一定与 A 对 B 的摩擦力反向,故 B 受到 A 的摩擦力水平向左,故C正确;
对 A 、 B 整体分析,由于 AB 一起向左匀速运动,则地面对 B 的摩擦力一定为滑动摩擦力,且水平向右,故D错误.
29. A, C
【解析】要使炉灰全部卸下,应有:mgsinθ>μ2mgcsθ,所以 μ2
30. A, C, D
【解析】由 vt 图象可求知物块沿斜面向上滑行时的加速度大小为 a=v0t1,根据牛顿第二定律得 mgsinθ+μmgcsθ=ma,即 gsinθ+μgcsθ=v0t1。同理向下滑行时 gsinθ−μgcsθ=v1t1,两式联立得 sinθ=v0+v12gt1,μ=v0−v12gt1csθ,可见能计算出斜面的倾角 θ 以及动摩擦因数,选项A、C正确;
物块滑上斜面时的初速度 v0 已知,向上滑行过程为匀减速直线运动,末速度为 0,那么平均速度为 v02,所以沿斜
面向上滑行的最远距离为 x=v02t1,根据斜面的倾角可计算出向上滑行的最大高度为 xsinθ=v02t1×v0+v12gt1=v0(v0+v1)4g,选项D正确;
仅根据 vt 图象无法求出物块的质量,选项B错误。
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