高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课时练习

摩擦力

【基础巩固】

1.下列关于动摩擦因数的说法正确的是 (    )

A.物体质量越大,物体与其他物体间的动摩擦因数就越大

B.物体在一支持面上滑动,当支持面倾斜放置时动摩擦因数比水平放置时要小

C.两个物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与物体间的压力成反比

D.物体间的动摩擦因数是由接触面的材料和接触面情况确定的,与滑动摩擦力和压力无关

答案:D

2.如图所示,质量m=1 kg的滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,滑块还受到大小为5 N、方向水平向右的力F的作用,g取10 m/s2,则滑块在向左运动的过程中所受的摩擦力              (    )

A.大小为5 N,方向水平向右

B.大小为5 N,方向水平向左

C.大小为1 N,方向水平向右

D.大小为1 N,方向水平向左

答案:C

3.小明的妈妈准备炒菜时,发现油没了,就让小明去楼下的超市买瓶油,并叮嘱小明要握紧油瓶.在小明回来的过程中,油瓶的运动是复杂的,为了使问题简化,我们将油瓶的运动简化为水平方向上的匀速直线运动且瓶始终处于竖直方向,与手没有相对滑动,如图所示.下列说法正确的是              (    )

A.由于油瓶随小明在水平方向上做匀速运动,所以油瓶受到的摩擦力为滑动摩擦力

B.小明的妈妈叮嘱小明握紧油瓶,是为了增大油瓶受到的摩擦力

C.由于油瓶在水平方向运动,所以油瓶还受到一个水平方向的力

D.不管小明手握得有多紧,油瓶受到的摩擦力总是一定的

答案:D

4.如图所示,有一个重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上,处于静止状态.现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是(    )

A.容器受到的摩擦力不变

B.容器受到的摩擦力逐渐增大

C.水平力F一定不变

D.水平力F必须逐渐增大

答案:B

5.如图所示,物体A静止在粗糙水平面上,左边用一轻质弹簧和竖直墙相连,弹簧的长度大于原长.现用从0开始逐渐增大的水平力F向右拉A,直到A被拉动,在A被拉动之前的过程中,弹簧对A的弹力F1的大小和地面对A的摩擦力Ff大小的变化情况是              (    )

A.F1减小                 B.F1增大

C.Ff先减小后增大           D.Ff始终减小

答案:C

6.如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力F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.                        B.

C.                  D.

解析:最大静摩擦力等于滑动摩擦力,B恰好不下滑时,μ1F=mBg,A恰好不滑动,则F=μ2(mAg+mBg),所以=,选项B正确.

答案:B

7.某同学在探究摩擦力的实验中采用了图甲所示的装置,将木块放在水平长木板上,用沿水平方向的力拉长木板,拉力从0开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图像,如图乙所示.已知木块质量为1.0 kg,g取10 m/s2.请回答下列问题:

  甲                         乙

(1)木块与长木板之间的最大静摩擦力Ffmax为　　　　N; 

(2)木块与长木板间的滑动摩擦力为　　　　N; 

(3)木块与长木板间的动摩擦因数μ=　　　　. 

解析:(1)由题图乙可知,在0~4 N随拉力F的增大,摩擦力也增大,可知在拉力大小为0~4 N时,木块与木板间摩擦力为静摩擦力,则最大静摩擦力为4 N.

(2)当拉力达到4 N时,开始发生相对滑动,木块与长木板间的摩擦力变成了滑动摩擦力.由题图乙可知木块与长木板间的滑动摩擦力为3 N.(3)根据滑动摩擦力公式,得μ===0.3.

答案:(1)4　(2)3　(3)0.3

【拓展提高】

8.(多选)如图所示,物体P放在Q之上,Q在光滑水平面上.弹簧测力计Ⅰ,其左端与物体P相连,右端与墙相连;弹簧测力计Ⅱ右端与Q相连,左端用手水平拉着.当Ⅰ的示数为2 N时,Ⅱ的示数为3 N,则              ()

A.P、Q间一定存在一对滑动摩擦力

B.P所受的摩擦力为2 N,Q所受的摩擦力为 3 N

C.P、Q所受的摩擦力大小均为2 N

D.P、Q所受的摩擦力大小均为3 N

解析:对物体P,由二力平衡知识可知物体肯定受到向左的大小为2 N的摩擦力,根据力的作用是相互的,物体P对物体Q肯定有向右的大小为2 N的摩擦力,物体Q受到向左的大小为3 N的拉力,由于地面光滑,地面对物体Q没有摩擦力,故物体Q受力不平衡,向左滑动,P、Q有相对运动,P、Q间摩擦力为滑动摩擦力.选项A、C正确,选项B、D错误.

答案:AC

9.如图所示,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,绳重及滑轮的轴摩擦不计.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

解析:由题意,P相对桌面向右匀速运动,相对于Q向右匀速运动,以P为研究对象,P受到Q对它的滑动摩擦力Ff1=μmg,方向向左,绳对P的拉力F2=Ff1=μmg,方向向左,桌面对P的滑动摩擦力Ff3=2μmg,方向向左.所以F=Ff1+F2+Ff3=4μmg.选项A正确.

答案:A

10.(多选)如图所示,水平地面粗糙,A、B两同学站在地上水平推墙.甲图中A向前推B,B向前推墙;乙图中A、B同时向前推墙.每人用力的大小都为F,方向水平,则下列说法正确的是              (    )

甲                 乙

A.甲图方式中墙受到的推力为2F

B.乙图方式中墙受到的推力为2F

C.甲图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F

D.乙图方式中两位同学受到地面的摩擦力大小都为F

解析:对于乙图,墙壁在水平方向受到的人的作用力如图a所示(俯视图),此时墙壁所受到的推力为F合=2F.根据力的平衡可知A、B两人受到的静摩擦力均为Ff=F.对于甲图,先以墙壁为研究对象,此时墙壁所受到的推力只有B对它的推力F,如图b所示.然后再以B为研究对象,B同学的受力情况如图c所示,B受到A的推力F和墙壁的作用力F1',由于F=F1',所以此时B在水平方向不受摩擦力的作用.再以A为研究对象,A同学的受力情况如图d所示,由于A对B的作用力为F,所以B对A的作用力F2'=F,根据二力平衡可知A所受地面的摩擦力为Ff'=F.选项B、D正确.

a                          b

          c                              d

答案:BD

11.某实验小组利用图甲所示器材测量滑块与木板之间的动摩擦因数.

甲

实验步骤:

①用弹簧测力计测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G.

②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧测力计相连.在A端向右水平拉动木板,待弹簧测力计示数稳定后,将读数记作F.

③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②.

实验数据如下表所示.

(1)根据表中数据在图乙坐标系中作出F-G图像.

乙

(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ=　　　(结果保留两位有效数字). 

(3)在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量　　　　(选填“会”或“不会”)产生影响. 

解析:(1)根据表格中的数据描点、连线,作出F-G图线,如图所示.

(2)由题意可知,稳定时,弹簧测力计的示数等于滑块与木板间的滑动摩擦力,根据μ==知,图线的斜率等于滑块与木板间的动摩擦因数,则μ==0.40.

(3)滑动摩擦力与相对速度无关,即在A端向右水平拉动木板速度的大小对动摩擦因数的测量不会产生影响.

答案:(1)见解析图　(2)0.40(0.39~0.41均可)   (3)不会

【挑战创新】

12.如图所示,重物A质量为mA=5 kg,重物B质量为mB=2 kg,A与桌面间的最大静摩擦力为Ff=10 N.为使系统处于静止状态,试求拉力F的大小范围.g取

10 m/s2.

解析:在水平方向上,重物A除了受到向左的拉力F、绳子向右的弹力FT外,还受到桌面的摩擦力.

当拉力F取最小值Fmin时,重物A即将向右滑动,所受摩擦力为方向向左的最大静摩擦力Ff.

由Fmin+Ff=FT和FT=mBg,可得

Fmin=mBg-Ff=2×10 N-10 N=10 N.

当拉力F取最大值Fmax时,重物A即将向左滑动,所受摩擦力为方向向右的最大静摩擦力Ff.

由Fmax=FT+Ff和FT=mBg,可得

Fmax=mBg+Ff=2×10 N+10 N=30 N.

因而,拉力F的大小范围是10 N≤F≤30 N.

答案:10 N≤F≤30 N