高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.3 摩擦力达标测试

【基础】3.3摩擦力-1课时练习

一．填空题

1．为了探究静摩擦力及滑动摩擦力变化规律，某同学设计了如图甲所示的实验装置，并进行了下列实验步骤：

（1）用力传感器D测出物块A重为5.0N；

（2）将力传感器D固定在水平桌面上，小车B放在桌面上，调整小车B的上表面水平，将沙桶C用细绳通过定滑轮与小车B连接，将物块A放在小车B上，并用细绳与传感器D连接，整个装置处于静止，定滑轮以上的细绳均保持水平；

（3）逐渐向沙桶中加入沙，通过力传感器D与计算机连接，得到细绳对物块A的拉力随时间的变化关系如图乙所示。

分析以上实验数据可得：小车与物块间的最大静摩擦力大小为___________N，动摩擦因数为___________，t=___________s物块离开小车。

2．摩擦力的方向

（1）静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向______。可利用假设法判断，即假设接触面光滑，物体相对与它接触的物体运动的方向，就是相对运动趋势方向；

例如静止在斜面上的物体受到的静摩擦力的方向沿斜面向上。（如图）

（2）静摩擦力的方向有可能与物体运动方向成______。

如图所示，用手握住一根竖直棒，若使手与棒一起沿不同方向匀速运动，棒所受的静摩擦力竖直向上，而手与棒的运动方向可以是任意的，所以Ff的方向与匀速运动中速度的方向可成任意夹角。

（2）滑动摩擦力的方向与物体______相反，与物体运动方向______。

例如：如图所示，快速把B向右拉离的过程中，A相对B向左运动，摩擦力向右，A却相对地面向右运动，摩擦力的方向与物体运动方向反而相同。

3．静摩擦力方向：总是沿着______，跟物体______的方向相反．

4．用20N的水平力在水平地面上拉重60N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动。该物体静止在水平地面上，若用15N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为______N；若用30N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为______N。

5．定义：相互接触的两个物体之间只有______，而没有______时，这时的摩擦力叫作静摩擦力．

6．
物体m在与斜面平行的拉力F的作用下，沿斜面M匀速上升，在这过程中斜面M在水平地面上保持静止。已知斜面的倾角为θ，求斜面所受地面的支持力________斜面所受地面的摩擦力________

7．如图所示，在15N的水平拉力F作用下，木板A在水平地面匀速向右运动的过程中，物体B相对于地面静止，此时弹簧测力计的示数为3N，则B所受滑动摩擦力方向水平___________（选填“左”或“右”），大小为___________N，A受到地面的摩擦力大小为___________N。

8．静摩擦力

（1）定义：相互接触的两个物体之间只有___________，而没有___________时，这时的摩擦力叫作静摩擦力。

（2）方向：总是沿着___________，跟物体___________的方向相反。

（3）最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体___________时的拉力。

（4）静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即___________

（5）已知木箱重力为200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为___________ N；当用20 N水平外力推木箱没有推动时，木箱受到的摩擦力大小为___________ N；当在该木箱上放一相同的木箱，两木箱一起以15 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为___________ N。

9．用如图所示的实验装置测量木块与长木板间的动摩擦因数。把左端带有滑轮的长木板平放在实验桌上，载有砝码的木块右端连接穿过打点计时器的纸带，左端连接细线，细线绕过定滑轮挂有钩码，木块在钩码的牵引下运动，通过纸带测量木块的加速度，并测出木块与砝码的总质量M，钩码的总质量m，计算木块与木板之间的摩擦力f。改变M和m进行多次实验。

（1）下列实验操作步骤，正确顺序是________；

A．将木板固定在水平桌面上，按图示安装器材

B．接通打点计时器电源

C．调节滑轮高度使细线与木板平行

D．释放木块

（2）实验打出的一段纸带如图所示，打点计时器的打点周期为，则木块的加速度为______。（结果保留2位有效数字）。

（3）李杨同学测得的数据见下表。

请根据表中的数据，在方格纸上作出图像______。

已知重力加速度，可求得该木块与木板的动摩擦因数________。（结果保留2位有效数字）

10．
如图所示，两绳下端结于O点，上端固定，现用一个力F作用于结点O，F与左绳夹角为，不计绳本身的质量，保持F的大小不变，改变角大小，当角为____时，两绳的张力相等。

11．在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如表所示（每次实验时，木块与桌面的接触面相同），则由表分析可知木块受到的滑动摩擦力为______牛，在这五次实验中，木块受到摩擦力大小有_____次是相同的。

12．质量为75kg的木箱静止于水平地面上。用350N的水平推力恰好能使木箱匀速前进，那么，用450N的水平推力推木箱时，地面对木箱的摩擦力是_________N，如果用250N的水平推力推静止的木箱，则木箱受到的摩擦力是__________N。

13．一张所受重力为的桌子放在水平地面上，当用水平力推它时，桌子没有被推动，则地面对桌子的静摩擦力______。当水平力增至时，桌面刚好能被推动，则地面对桌子的最大静摩擦力______。桌子被推动后，只需用的水平推力，就能让桌子沿地面做匀速运动，则桌子与地面间的动摩擦因数______。

14．在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如表所示（每次实验时，木块与桌面的接触面相同），则由右表分析可知木块受到的滑动摩擦力为______N，在这五次实验中，木块受到摩擦力大小有______次是相同的。

15．判断下列说法的正误．

（1）有相对运动或有相对运动趋势的物体间一定有摩擦力．（____）

（2）摩擦力的方向一定与接触面所受的压力方向垂直．（____）

（3）摩擦力的方向不可能与物体的运动方向相同．（____）

（4）一个静止的物体也可能受到滑动摩擦力．（____）

（5）物体所受的滑动摩擦力与物体的重力成正比．（____）

16．位于水平地面上的物体，在水平方向的拉力F作用下，沿F方向作直线运动。当拉力F增大时，物体所受的滑动摩擦力将______。

17．
如图，甲物体重6N，乙物体重10N，弹簧测力计及摩擦均不计，则当甲．乙两物体静止时，弹簧测力计的读数为__________N，物体乙对地的压力为__________N。

18．
如图所示，天花板上悬挂着一个劲度系数为的轻弹簧，弹簧下端系一质量为的物块．物块处于静止状态时，弹簧的伸长量为__________．

参考答案与试题解析

1．【答案】    ①. 2.2    ②. 0.4    ③. 9

【解析】

【分析】

【详解】[1] 由于滑块一直处于静止状态，所以传感器显示的力和滑块受到的摩擦力大小相等，实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，此时小车没有运动，滑块与小车间是静摩擦力，随着沙子逐渐增多，达5s时，小车与滑块间的摩擦力达到最大静摩擦力，根据图乙可知最大静摩擦力约为2.2N。

[2] 此后滑块受到滑动摩擦力且保持不变，滑动摩擦力大小为

根据滑动摩擦力公式可得

解得

[3] 根据图乙可知，在t=9s时物块离开小车

2．【答案】相反    任意角度    相对运动方向    无关   

【解析】

略

3．【答案】接触面    相对运动趋势   

【解析】

略

4．【答案】15    18   

【解析】

[1][2]由题可知，物体所受的最大静摩擦力为20N，滑动摩擦力为18N。当用15N的水平力拉该物体时，物体处于静止状态，所受摩擦力为静摩擦力，大小等于拉力15N，当用30N的水平力拉该物体时，物体在地面上滑动，所受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为18N。

5．【答案】相对运动的趋势    相对运动   

【解析】

略

6．【答案】mg+Mg-FsinθFcosθ

【解析】

【详解】

以物块m和楔形物块M整体为研究对象，分析受力情况，如图，由平衡条件得地面对楔形物块支持力大小为：N=（M+m）g-Fsinθ

地面对楔形物块有向右的摩擦力大小为：f=Fcosθ．

【点睛】

本题采用整体法处理两个物体的平衡问题，灵活的选择研究对象可以使问题处理简单化．

7．【答案】右    3    12   

【解析】

[1] [2]B相对于地面静止，B在水平方向上受拉力和A对B的摩擦力，由二力平衡条件可知，A对B的摩擦力与拉力应大小相等．方向相反，所以A对B的摩擦力大小为3N，摩擦力方向水平向右；

 [3]因为物体间力的作用是相互的，故可得B对A的摩擦力方向水平向左，根据平衡条件，可得，A受到地面的摩擦力大小为

8．【答案】相对运动趋势    产生相对滑动    接触面方向    相对运动的趋势    刚要产生相对滑动    0≤F≤Fmax    40    20    80   

【解析】

（1）[1][2]定义：相互接触的两个物体之间只有相对运动趋势，而没有产生相对滑动时，这时的摩擦力叫作静摩擦力。

（2）[3][4]方向：总是沿着接触面方向，跟物体相对运动的趋势的方向相反。

（3）[5]最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值Fmax，在数值上等于物体刚要产生相对滑动时的拉力。

（4）[6]静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0≤F≤Fmax

（5）[7]已知木箱重力为200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为40 N；

[8]当用20 N水平外力推木箱没有推动时，木箱受到的摩擦力大小为20N；

[9]当在该木箱上放一相同的木箱，两木箱一起以15 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为80 N。

9．【答案】    ①. ACBD    ②.     ③.     ④. 0.34

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1] 实验时，将木板固定在水平桌面上，接着将纸带穿过打点计时器的限位孔并固定在木块上，然后把细线拴在小车上，使细线跨过定滑轮并挂上槽码，调节滑轮高度使细线与木板平行。再接通打点计时器电源，接着释放木块，故正确顺序是ACBD。

（2）[2]如图所示

每四个点选用一个计数点，标上字母则计数点之间的时间间隔为

用刻度尺测得

则木块的加速度

（3）[3]如图所示

[4]根据

可知，图像的斜率就是 ，则

解得

10．【答案】135°

【解析】点O受三个拉力，由于两绳所受的张力相等，故根据平行四边形定则可以得到两根细线拉力的合力在其角平分线上，而其必定与第三个力F平衡，即与F等值．反向．共线，故拉力F在两根细线的角平分线的反向延长线上，根据几何关系，．

【点睛】本题关键在：（1）三力平衡条件；（2）两个等大的力的合力在其角平分线上；（3）三力平衡时，两个力的合力与第三个力同体．等值．反向．共线．

11．【答案】0.6    4   

【解析】【来源】上海市浦东新区华东师大二附中2019-2020学年高一（上）期中物理试题

[1]由表中数据分析可知，当拉力为0.6N时木块做匀速直线运动，可知此时弹簧秤的拉力等于滑动摩擦力，即木块受到的滑动摩擦力为0.6N；

[2]在这五次实验中，木块受到摩擦力大小有4次是相同的，即第1．3．4．5次实验，受到的都是滑动摩擦力。

12．【答案】350    250   

【解析】

[1] [2]由题可知，物体受到的滑动摩擦力为350N，因此用450N的水平推力推木箱时，木箱加速前进，所受到的摩擦力为350N；当用250N的力推木箱时，木箱静止不动，此时木箱受力平衡，所受摩擦力大小等于推力大小250N。

13．【答案】10N    50N    0.225   

【解析】

[1]一张所受重力为的桌子放在水平地面上，当用水平力推它时，桌子没有被推动，则地面对桌子的静摩擦力

[2]当水平力增至时，桌面刚好能被推动，则地面对桌子的最大静摩擦力

[3]桌子被推动后，只需用的水平推力，就能让桌子沿地面做匀速运动，则桌子与地面间的动摩擦因数

14．【答案】0.6    3   

【解析】

[1]当物体匀速运动时，弹簧秤的拉力等于滑动摩擦力，则由右表分析可知木块受到的滑动摩擦力为0.6N；

[2]在这五次实验中，实验3．4．5木块都是受滑动摩擦力，则木块受到摩擦力大小有3次是相同的。

15．【答案】错误    正确    错误    正确    错误   

【解析】

略

16．【答案】不变

【解析】

[1]滑动摩擦力

速度增大但μ和FN都不变故摩擦力大小不变。

17．【答案】  6N  4N

【解析】甲由于自身的重力对弹簧测力计施加了一个向左的6N的拉力，弹簧测力计处于静止状态，水平方向上受到的就是一对平衡力，所以甲也对弹簧测力计施加了一个6N的拉力，弹簧测力计的示数等于这个力，等于6N；乙受到竖直向上的拉力．竖直向上的支持力和竖直向下的重力，这三个力是平衡力，所以支持力等于重力和拉力的差值等于10N-6N=4N．支持力和压力是一对相互作用力，相互作用力的大小是相等的，所以压力等于4N。

18．【答案】

【解析】物体静止时，弹力，则形变量为： ．