高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课后练习题

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第3.3课时 摩擦力一、摩擦力1.定义：两个相互接触的物体，当它们发生__________或具有___________________时，就会在接触面上产生阻碍____________或________________的力，这种力叫做摩擦力。2.分类：___________、______________和滚动摩擦力。二、静摩擦力1.定义：两个物体之间只有__________的趋势，而没有__________，这时的摩擦力叫做静摩擦力。2.产生的条件①两物体接触且挤压，即存在________。②接触面________。③两物体接触面间有_______________。3.方向：与接触面________，跟物体的_____________方向相反。4.大小：随沿相对运动趋势方向的________的变化而变化，但有一个________。5.最大静摩擦力：静摩擦力的最大值Fm，其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的________外力。两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fm之间，即_____________。6.效果：总是阻碍物体间的_____________。三、滑动摩擦力1.定义：当一个物体在另一个物体表面上________的时候，会受到另一个物体_____________的力，这种力叫做滑动摩擦力。2.产生条件（1）两物体接触且挤压，即存在________。（2）接触面________。（3）两物体间存在__________。3.方向：与接触面相切，跟物体_____________相反。4.大小：滑动摩擦力跟________成正比。即F＝________，其中________为正压力是两接触面间相互挤压的弹力，________为动摩擦因数，只与相互接触的两个物体的________、接触面的___________有关，与FN无关，无单位。5.效果：总是阻碍物体间的__________。四、滚动摩擦力一个物体在另一个物体表面上________时产生的摩擦力。在压力相同的情况下，滚动摩擦力比滑动摩擦力________。考点一　滑动摩擦力的分析与计算1．判定滑动摩擦力的方向滑动摩擦力的方向总与物体相对运动方向相反，要注意：“相对”的含义是指相对跟它接触的物体，所以滑动摩擦力的方向与物体相对地面运动的方向可能相反，也可能相同．2．计算滑动摩擦力大小(1)方法一：由公式f＝μFN计算，关键是正确计算正压力FN，要从垂直接触面方向的平衡关系确定．(2)方法二：由物体的运动状态计算，应用平衡条件列关系式．【例1】如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的vt图像(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2>v1，则(　　)A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用考点二　静摩擦力的分析和计算1．判定静摩擦力的方向虽然静摩擦与物体间相对运动趋势的方向相反，但“趋势”较难确定，常用“状态法”判断：根据物体的运动状态，利用平衡条件来判定．2．计算静摩擦力的大小(1)计算静摩擦力不能用公式f＝μFN，只能用“状态法”：如果物体处于平衡状态，可根据物体的平衡条件求解．(2)最大静摩擦力是物体将要发生相对运动时的摩擦力，它的数值与FN成正比，但略大于滑动摩擦力，有些题中可近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．【例2】如图，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则(　　)A．在CD段时，A受三个力作用B．在DE段时，A可能受三个力作用C．在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上D．在DE段若两物体做匀速运动，A受摩擦力为零考点三 摩擦力的三类突变题型一 “静—静”突变物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．题型二 “静—动”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．题型三 “动—静”突变在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力．【例3】(多选)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平．从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．据此可求(　　)A．A、B之间的最大静摩擦力B．水平面与B之间的滑动摩擦力C．A、B之间的动摩擦因数μABD．B与水平面间的动摩擦因数μ1.如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态．其中F1＝10 N、F2＝2 N．若撤出F1，则木块在水平方向上受到的摩擦力为（ ） A．2 N，方向向右 B．6 N，方向向右 C．2 N，方向向左 D．零2.关于滑动摩擦力的说法中正确的是（ ）滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反运动着的物体不可能受静摩擦力作用，只能受滑动摩擦力的作用滑动摩擦力的方向总与物体相对运动的方向相反滑动摩擦力的大小与相应的正压力成正比3.运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑时，运动员所受到的摩擦力分别是F1和F2，那么（ ）A．F1向下，F2向上，且 B．F1向下，F2向上，且C．F1向上，F2向上，且 D．F2向上，F2向下，且4.如图在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．则木块所受到的摩擦力Ff随拉力F变化的图象正确的是（ ）5.如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物体B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动．由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是( )A．， B．，C．， D．，6.某物体所受重力为500N，放在水平地面上，它与地面间的动摩擦因数是0.2，作用在该物体上的水平方向上的作用力为30N时，它仍保持静止，此时它受的摩擦力是______N；当作用力增大到110N时，该物体刚好开始滑动，滑动后要使物体做匀速运动．对它所加的水平作用力应是____________ N；最大静摩擦力是___________N．7.一根质量为m，长为l的均匀长方体木料，放在水平桌面上，木料与桌面间的动摩擦因数为μ，现用水平力F推木料，当木料经过如图所示的位置时，桌面对它的摩擦力是多少？第3.3课时 摩擦力一、摩擦力1.定义：两个相互接触的物体，当它们发生__________或具有___________________时，就会在接触面上产生阻碍____________或________________的力，这种力叫做摩擦力。2.分类：___________、______________和滚动摩擦力。二、静摩擦力1.定义：两个物体之间只有__________的趋势，而没有__________，这时的摩擦力叫做静摩擦力。2.产生的条件①两物体接触且挤压，即存在________。②接触面________。③两物体接触面间有_______________。3.方向：与接触面________，跟物体的_____________方向相反。4.大小：随沿相对运动趋势方向的________的变化而变化，但有一个________。5.最大静摩擦力：静摩擦力的最大值Fm，其大小等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的________外力。两物体间实际发生的静摩擦力F在零和最大静摩擦力Fm之间，即_____________。6.效果：总是阻碍物体间的_____________。三、滑动摩擦力1.定义：当一个物体在另一个物体表面上________的时候，会受到另一个物体_____________的力，这种力叫做滑动摩擦力。2.产生条件（1）两物体接触且挤压，即存在________。（2）接触面________。（3）两物体间存在__________。3.方向：与接触面相切，跟物体_____________相反。4.大小：滑动摩擦力跟________成正比。即F＝________，其中________为正压力是两接触面间相互挤压的弹力，________为动摩擦因数，只与相互接触的两个物体的________、接触面的___________有关，与FN无关，无单位。5.效果：总是阻碍物体间的__________。四、滚动摩擦力一个物体在另一个物体表面上________时产生的摩擦力。在压力相同的情况下，滚动摩擦力比滑动摩擦力________。答案：相对运动 相对运动的趋势 相对运动 相对运动趋势 静摩擦力 滑动摩擦力 相对运动 相对运动 弹力 不光滑 相对运动趋势 相切 相对运动趋势 外力F 最大值 最小 0v1，则(　　)A．t2时刻，小物块离A处的距离达到最大B．t2时刻，小物块相对传送带滑动的距离达到最大C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用【答案】B【解析】0～t2时间内，小物块相对传送带向左运动，滑动摩擦力方向始终向右，大小不变，t2时刻以后小物块相对传送带静止，与传送带一起以速度v1匀速运动，不再受摩擦力作用，只有B项正确．考点二　静摩擦力的分析和计算1．判定静摩擦力的方向虽然静摩擦与物体间相对运动趋势的方向相反，但“趋势”较难确定，常用“状态法”判断：根据物体的运动状态，利用平衡条件来判定．2．计算静摩擦力的大小(1)计算静摩擦力不能用公式f＝μFN，只能用“状态法”：如果物体处于平衡状态，可根据物体的平衡条件求解．(2)最大静摩擦力是物体将要发生相对运动时的摩擦力，它的数值与FN成正比，但略大于滑动摩擦力，有些题中可近似认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．【例2】如图，固定斜面，CD段光滑，DE段粗糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，则(　　)A．在CD段时，A受三个力作用B．在DE段时，A可能受三个力作用C．在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上D．在DE段若两物体做匀速运动，A受摩擦力为零答案：C考点三 摩擦力的三类突变题型一 “静—静”突变物体在摩擦力和其他力的作用下处于静止状态，当作用在物体上的其他力的合力发生变化时，如果物体仍然保持静止状态，则物体受到的静摩擦力的大小和方向将发生突变．题型二 “静—动”突变物体在摩擦力和其他力作用下处于静止状态，当其他力变化时，如果物体不能保持静止状态，则物体受到的静摩擦力将“突变”成滑动摩擦力．题型三 “动—静”突变在摩擦力和其他力作用下，做减速运动的物体突然停止滑行时，物体将不再受滑动摩擦力作用，滑动摩擦力可能“突变”为静摩擦力．【例3】(多选)如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平．从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B物体上，拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．据此可求(　　)A．A、B之间的最大静摩擦力B．水平面与B之间的滑动摩擦力C．A、B之间的动摩擦因数μABD．B与水平面间的动摩擦因数μ【答案】AB【解析】当B被拉动后，力传感器才有示数，地面对B的最大静摩擦力为Ffm＝kt1，A、B相对滑动后，力传感器的示数保持不变，则FfAB＝kt2－Ffm＝k(t2－t1)，A、B两项正确；由于A、B的质量未知，则μAB和μ不能求出，C、D两项错误．1.如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态．其中F1＝10 N、F2＝2 N．若撤出F1，则木块在水平方向上受到的摩擦力为（ ） A．2 N，方向向右 B．6 N，方向向右 C．2 N，方向向左 D．零【答案】A【解析】撤去F1前，受，说明，故撤去F1后，为静止，则，受摩擦力为2N，方向向右，A对．2.关于滑动摩擦力的说法中正确的是（ ）滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反运动着的物体不可能受静摩擦力作用，只能受滑动摩擦力的作用滑动摩擦力的方向总与物体相对运动的方向相反滑动摩擦力的大小与相应的正压力成正比【答案】D【解析】滑动摩擦力的方向总是与相对运动的方向相反.因此滑动摩擦力可能与物体的运动方向相反，也可能与物体的运动方向相同，故A错误，C正确。运动着的物体可能受静摩擦力作用，比如正在传送带上血向上运动的物体，故B错误。两物体之间有滑动摩擦力时，滑动摩擦力与正压力成正比，故D正确。3.运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑时，运动员所受到的摩擦力分别是F1和F2，那么（ ）A．F1向下，F2向上，且 B．F1向下，F2向上，且C．F1向上，F2向上，且 D．F2向上，F2向下，且【答案】C4.如图在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力．则木块所受到的摩擦力Ff随拉力F变化的图象正确的是（ ）【答案】D5.如图所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物体B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度做匀速直线运动．由此可知，A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是( )A．， B．，C．， D．，【答案】BD【解析】由于物体A和B在力F的作用下以相同的速度一起向右做匀速直线运动，所以B、C间一定存在滑动摩擦力，故μ2≠0，由于A向右做匀速直线运动，故可知A不受水平外力的作用，即可知A、B间的摩擦力为0，A与B间既无相对运动，又无相对运动的趋势，故μ1等于零和不等于零均可．6.某物体所受重力为500N，放在水平地面上，它与地面间的动摩擦因数是0.2，作用在该物体上的水平方向上的作用力为30N时，它仍保持静止，此时它受的摩擦力是______N；当作用力增大到110N时，该物体刚好开始滑动，滑动后要使物体做匀速运动．对它所加的水平作用力应是____________ N；最大静摩擦力是___________N．【答案】30N；100N；110N【解析】作用力为30N时，它仍保持静止，此时它受的摩擦力为静摩擦力，与外力等大方向，故为30N。匀速运动时的摩擦力为滑动摩擦力，此时外力应等于。最大静摩擦力是110N，即为刚开始运动时的外力．7.一根质量为m，长为l的均匀长方体木料，放在水平桌面上，木料与桌面间的动摩擦因数为μ，现用水平力F推木料，当木料经过如图所示的位置时，桌面对它的摩擦力是多少？【答案】 水平向左【解析】从本题的题意可知，所求的摩擦力为滑动摩擦力，而滑动摩擦力的大小遵从摩擦定律．因此本题的关键是确定正压力． 由于木料是均匀的，故其重心在其中心处即处．当木料经过图中所示的位置时，伸出桌外，故此时木料对桌面的压力为. 根据可知，此时木料对桌面的摩擦力为：． 由于力的作用是相互的，即摩擦力是成对出现的，故可知所求桌面对木料的摩擦力的大小为：． 根据木料相对桌面运动的方向向右，滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反，可判断得：所求桌面对木料的摩擦力的方向为水平向左．