物理必修 第一册3.3 摩擦力课时作业

【优质】3.3摩擦力-1同步练习

一．填空题

1．用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18 N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15 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；若用30 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；物体与地面间的动摩擦因数为________．

2．用图示法画出力，并指出施力物体和受力物体。

（1）空气对气球的20N浮力；

（2）小孩用与水平方向成30°角斜向右上方．200N的拉力拉小车。

3．
水平横梁一端插在墙壁内，另一端装小滑轮且一轻绳的一端C固定于墙壁上，另一端跨过滑轮后悬挂一质量m＝10kg的重物，∠CBA＝30°.如图所示，则滑轮受到绳子的作用力为____________(g取10m/s2)

4．质量m=50kg的物体放在水平地面上，要使它由静止开始运动，至少需要对它施加100N的水平拉力，物体与地面之间的最大静摩擦力为______N，若物体沿地面匀速运动时所受水平拉力为98N，物体与地面间动摩擦因数为______。

5．如图甲所示，A．B为不同材料制成的体积相同的实心正方体，浸没在盛有水的薄壁圆柱形容器中，容器底面积是正方体下表面积的4倍。开始时刻，A的上表面刚好与水面相平，B在容器底部（未与容器底部紧密接触），A．B之间的绳子绷直，现在沿竖直方向缓慢匀速拉动绳子，A上端绳子的拉力是，随A上升的距离变化的图像如图乙所示，除了连接A．B间的绳子承受拉力有一定限度外，其它绳子不会被拉断，绳的质量和体积忽略不计，则正方体A的体积为______；B的密度是______；整个过程中水对容器底部压强的最小值是______。（取）

6．用10 N的水平力拉着重50 N的物块在水平地面匀速直线运动，则水平地面对物块的摩擦力大小为____N，物块与水平地面间最大静摩擦力不小于______N，物块与水平地面间的动摩擦因数为______。

7．
在两块相同的木板间，有质量均为m的4块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动，则第2块对第3块的摩擦力为_______________

8．重500N的物体放在水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数为0.4，当用180N的水平力推物体时，物体所受摩擦力大小为________N，当用400N的水平力推物体时，物体所受的摩擦力大小为________N。

9．
如图，固定于竖直面内u=0.1的粗糙斜杆，与水平方向夹角为300，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角a=____，拉力大小F=_____。

10．把木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，弹簧测力计的示数从0逐渐增大。

(1)弹簧测力计的拉力增大到一定值之前，木块都处于静止状态，则木块所受静摩擦力______拉力（填等于．大于．或小于）；

(2)在弹簧测力计的指针下轻塞一个小纸团，它可以随指针移动，并作为指针到达最大位置的标记。继续用力，当拉力达到某一数值时木块开始移动，移动后拉力会变小。纸团会停在最大拉力处，则这个最大拉力______滑动摩擦力（填等于．大于．或小于）。

11．静摩擦力的大小：两物体之间实际产生的静摩擦力F在______与最大静摩擦力______之间，即______.

12．
如图所示，物块在力 F 作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力 F f 与拉力F 的合力方向应该是_____.

13．有一个倾角为α的斜面固定在水平面上，质量为m的物体沿斜面匀速下滑，在图中画出物体受到的力________。

14．定义：两个相互接触的物体，当它们______时，在接触面上会产生一种______的力，这种力叫作滑动摩擦力．

15．如图，小球沿一竖直面内的光滑圆弧轨道下滑，O为圆心。小球除了重力之外还受到_______，并且画出小球在图示位置处的受力示意图______。

16．归纳式探究：研究鱼缸侧壁所受的压力：

由于液体内部有压强，当鱼缸中盛入液体后，鱼缸侧壁就会受到液体的压力．鱼缸侧壁所受的液体的压力跟什么因素有关呢？下表是小雨在鱼缸中盛入不同的液体进行研究得到的一些数据（其中：ρ为液体密度，L为侧壁长度，H为液体深度，F为侧壁所受压力）：

（1）F=k______，其中k数值=_____，k单位为_____，

（2）在不同的游泳池中注入相同深度的水，游泳池侧壁所受的压力与侧壁长度的关系可以用图象1中的图线______表示．

（3）如图2，拦河大坝的长度L为30m，若大坝能够承受的最大压力F为6×107N，则水深H不能超过______m．

17．
当物体从高空下落时，空气阻力会随速度的增大而增大，因此经过一段距离后物体重力和空气阻力平衡而匀速下落，这个速度称为物体下落的稳态速度.为了研究球形物体的稳态速度与球体半径的关系，某小组同学用“娱乐风洞”来模拟实验:如图所示，“娱乐风洞”在一个特定的空间内竖直向上“吹”风，把同种材料制成三个半径为．．的小球分别放人风洞中，调整风速让它们能“飘”在风洞中悬停.记下相应的风速分别为．．，考虑到是模拟实验，该小组同学得到一些初步的结论.

(1)该实验表明，球形物体的稳态速度与 _____________(填“球半径”或“球半径的平方”)成正比.

(2)稳态速度下落时，物体重力和空气阻力平衡，对于球形物体受到的阻力下列判断正确的是 _________（填序号）.

A．阻力与速度成正比

B．阻力与球半径的平方成正比

C．阻力与“速度和球半径的乘积”成正比

18．重10N的物体放在水平地面上，当用2N的水平推力推它时，此物体没有动，这时物体受到的摩擦力大小为________；当用4N的水平推力推它时，此物体做匀速直线运动，这时受到的摩擦力大小为_________，物体和地面之间的动摩擦因数是__________；若改用5N的力使此物体做匀加速直线运动，这时物体受到的摩擦力大小为__________。

参考答案与试题解析

1．【答案】15 N18 N0.3

【解析】

【详解】

水平力为20 N时恰能拉动，说明最大静摩擦力Fmax＝20N．若用F1＝15  N的力拉物体，由于F1＜Fmax，故物体不会相对于地面滑动，物体受静摩擦力的作用，由二力平衡得物体此时受到的摩擦力F静＝F1＝15N，又因为物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动，故F滑＝18 N，当用F2＝30 N的力拉物体时，F2＞Fmax，物体受滑动摩擦力，大小为F滑＝18 N．又由F滑＝μFN，可得。

2．【答案】（1）见解析；（2）见解析

【解析】

（1）空气对气球的浮力为20N，施力物体是空气，受力物体是气球。力的图示如图甲所示。

（2）小孩用与水平方向成30°角斜向右上方．200N的拉力拉小车，施力物体是小孩，受力物体是小车．力的图示如图乙所示。

3．【答案】100N

【解析】

【详解】

对绳子上的B点进行受力分析，如下图所示：

滑轮受到绳子的作用力应为两端绳子中拉力和的合力

因同一根绳子上的张力处处相等，都等于物体的重力，即

根据平行四边形定则作图，由于拉力和的夹角为120°，则由几何知识得：=100N，所以滑轮受绳的作用力为100N，方向与水平方向成30°角斜向下。

故本题答案为：100N

4．【答案】  (1). 100    (2).

【解析】[1] 要使物体由静止开始运动，至少需要对它施加100N的水平拉力，物体与地面之间的最大静摩擦力100N。

[2] 物体沿地面匀速运动时所受水平拉力为98N，则物体受到的滑动摩擦力为98N，根据

解得

5．【答案】    ①.     ②.     ③.

【解析】

【分析】

【详解】[1] 由图乙AB段可知，此过程是物体A出水面的过程，BC段中物体B处于浸没状态，CD段此过程是物体B出水面的过程，根据称重法可知

在A点时

在B点时

可得

根据

物体A的体积

[2][3] 因为物体上升时在C．D间的距离小于A．B间的距离，说明在D点时物体A．B间的绳子断了。E点是绳子断了之后，此时绳端的拉力

则

因为A．B两物体的体积相同，所以物体A．B浸没时受到的浮力相等，即

可得

B的密度是

由图乙可以看出从B到C的过程中拉力的大小不变，由此可知，B点是物体A的下表面刚好离开水面的时候，C点是物体B的上表面刚好到达水面的时候。

据此可知：此时水的深度

由于在D处时物体B受到的浮力为FB浮′，在D点时

可得

则

正方体的边长

根据已知可得

容器内部底面枳

从C处到D处时液面下降的高度

水的最小深度

水对容器底部最小压强

6．【答案】10    10    0.2   

【解析】

[1]当物块匀速运动时，物块受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，故摩擦力

f=F=10N

[2]最大静摩擦力不小于滑动摩擦力，所以物块与水平地面间最大静摩擦力不小于10N；

[3]根据滑动摩擦力公式

可得

7．【答案】0N

【解析】

【分析】

（1）对四个砖整体为研究对象，由平衡条件求出木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力．
（2）以第1块砖和第2块整体为研究对象，由平衡条件求解第3块对第2块砖的摩擦力．

【详解】

将4块砖看成一个整体，对整体进行受力分析，在竖直方向，共受到三个力的作用：竖直向下的重力4mg，两个相等的竖直向上的摩擦力f，由平衡条件可得：2f=4mg，f=2mg。由此可见：第1块砖和第4块砖受到木板的摩擦力均为2mg。将第1块砖和第2块砖当作一个整体隔离后进行受力分析，受竖直向下的重力2mg，木板对第1块砖向上的摩擦力f=2mg；由平衡条件可得二力已达到平衡，第2块砖和第3块砖之间的摩擦力必为零。

8．【答案】180    200   

【解析】【来源】第一部分摸底卷高一年级第二学期期初摸底卷

【详解】

[1]当外力小于最大静摩擦力时，物体处于静止，摩擦力大小等于外力大小；当外力大于最大静摩擦力时，物体处于滑动，则摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积。由题意可知，物体的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，即为0.4×500＝200N。当用180N的水平力推物体时，小于最大静摩擦力，物体处于静止状态，则静摩擦力等于180N；

[2]当用400N的水平力推物体时，大于最大静摩擦力，使物体滑动，则滑动摩擦力等于200N；

9．【答案】  600  mg

【解析】小球匀速运动，由动能定理得，要使拉力做功最小则Wf=0，即摩擦力为0，则支持力为0，分析小球受的各力然后正交分解列方程：垂直斜面方向：，沿斜面方向：，解得，

10．【答案】等于    大于   

【解析】

（1）[1] 在水平方向上受拉力和摩擦力作用，木块都处于静止状态，则木块所受静摩擦力等于拉力。

（2）[2] 当增大拉力达到某一大小时，木块开始滑动，此时说明木块恰好达到最大静摩擦力，而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力，所以这个最大拉力大于滑动摩擦力。

11．【答案】0    Fmax    0<F≤Fmax   

【解析】

略

12．【答案】竖直向上

【解析】分析物体的受力情况：重力．地面的支持力．摩擦力和力F，根据平衡条件则知，摩擦力Ff与拉力F的合力方向与重力．支持力的合力方向相反，而重力．支持力的合力方向竖直向下，则物块受的摩擦力Ff与拉力 F的合力方向竖直向上．

点睛：本题实质是平衡条件推论的运用，不能根据作图法分析摩擦力Ff与拉力F的合力方向，作图不准确．

13．【答案】

【解析】

物体沿斜面下滑过程中，受到竖直向下的重力，沿斜面向上的摩擦力，垂直斜面向上的支持力，三个力作用，如图所示

14．【答案】相对滑动    阻碍相对运动   

【解析】

略

15．【答案】支持力       

【解析】

[1]小球除了重力之外还受到轨道对小球的支持力

[2]受力示意图如图

16．【答案】    ①. ρLH2    ②. 5    ③. N/kg    ④. a    ⑤. 20

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1][2][3]根据控制变量法的要求，比较第1．2行数据可得，侧壁长度之比等于侧壁所受液体压力之比；比较第1．3行数据可得，液体深度的平方之比等于侧壁所受压力之比；比较第2．4行数据可得，密度之比等于侧壁所受压力之比；综合以上分析可得

F=kρLH2

选择第1行数据代入公式F=kρLH2可得

（2）[4]由公式可得，深度．液体密度相同时，侧壁受到的压力与侧壁长度成正比；而图1中a表示的是正比例函数，因此游泳池侧壁所受的压力与侧壁长度的关系可以用图1图象中的图线a表示。
（3）[5]由F=kρLH2可得

6×107N=5N/kg×1.0×103kg/m3×30m×H2

解得

H=20m

17．【答案】  球半径的平方  C

【解析】（1）同种材料制成的三个球的半径比为1:2:3，稳态速度比为1:4:9，所以球形物体的稳态速度与球半径的平方成正比；

（2）根据稳态速度下落时，物体重力和空气阻力平衡，f=mg，

即，阻力与“速度和球半径的乘积”成正比，故C正确；

18．【答案】2N    4N    0.4    4N   

【解析】

[1]根据平衡条件得

[2][3][4]运动后，物体受到滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小跟动摩擦因数及正压力有关，所以匀速与加速时摩擦力一样，都是4N，根据动摩擦力公式得

解得