高中物理鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力当堂检测题

第3节　摩擦力

A级 必备知识基础练

1.(2023贵州贵阳高一期末)如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,弹簧与水平地面平行。物块在A、B两点弹簧均发生形变且恰好均能静止,关于物块,下列说法正确的是(　　)

A.在A点无摩擦力

B.在A点摩擦力方向向左

C.在B点无摩擦力

D.在B点摩擦力方向向左

2.如图所示,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在《英汉字典》内,书对A4纸的压力为3 N,A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,要把A4纸从书中拉出,拉力F至少应为(　　)

A.0.6 N B.1.2 N 

C.2.4 N D.3 N

3.如图所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当传送带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当传送带逆时针匀速运动时,要使物体仍向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则(　　)

A.F1=F2

B.F1>F2

C.F1<F2

D.以上三种情况都有可能

4.如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是(　　)

A.若v1<v2,货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力

B.若v1<v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力

C.若v1>v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力

D.若v1>v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力

5.如图所示,有一质量为m的砖,它的长、宽、高分别为25 cm、15 cm、8 cm,则当它平放、侧放和竖放时,运动的砖块所受到的摩擦力大小关系为(　　)

A.f1>f2>f3 B.f1=f2=f3

C.f1<f2<f3 D.无法比较

6.杂技演员用双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是f1和f2,那么(　　)

A.f1向下,f2向上,且f1=f2

B.f1向下,f2向上,且f1>f2

C.f1向上,f2向上,且f1=f2

D.f1向上,f2向下,且f1=f2

7. 如图所示,质量为50 kg的箱子静止在水平地面上,用大小为230 N的水平力推箱子。已知箱子与地面间的动摩擦因数为0.4,g取10 m/s2,最大静摩擦力视为等于滑动摩擦力,则箱子所受的摩擦力大小为　　　 N。 

8.质量为2 kg的物体放到水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长3 cm,当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长2 cm,已知弹簧的劲度系数为k=200 N/m,g取10 N/kg,求:

(1)物体所受的最大静摩擦力大小;

(2)物体和地板间的动摩擦因数。

B级 关键能力提升练

9.重力为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用35 N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱开始运动以后,用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。下列说法正确的是(　　)

A.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.35

B.若用20 N的水平力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为30 N

C.若改用与运动方向相反的10 N的水平推力推运动中的木箱,木箱所受的摩擦力大小为40 N

D.若用10 N竖直向下的力压运动中的木箱,木箱所受的摩擦力的大小为33 N

10.(多选)物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下,静止于水平地面上,则物体所受摩擦力f的大小和方向为(　　)

A.F1>F2时,f=F1-F2,方向水平向右

B.F1<F2时,f=F2-F1,方向水平向右

C.F2=F1时,f=0

D.根据摩擦力计算公式可知,f为定值μmg

11.(多选) 如图所示,C是水平地面,A、B是两块长方形物块,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直线运动。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.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0

C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0

12. 如图所示,在水平桌面上放一木块,给木块一水平向右的拉力,从零开始逐渐增大水平拉力F,木块先静止后沿桌面运动,则木块所受的摩擦力f随拉力F变化的图像正确的是(　　)

13.如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧测力计固定在直立的墙壁上。用F向左拉动B,使它以速度v匀速运动,这时弹簧测力计的示数为T。下面说法正确的是(　　)

A.木块A受静摩擦力作用

B.地面受静摩擦力作用

C.若木板以2v的速度运动,木板A受到的摩擦力大小等于2T

D.若用2F的力作用在木板B上,木块A所受摩擦力的大小等于T

14.有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧。如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上放一个200 g的砝码,砝码静止时,弹簧压缩量为2 mm。现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800 g的书,当按钮压缩量为2.4 mm(未超过弹簧的弹性限度)时,这本书恰好匀速运动。g取10 m/s2,求:

(1)圆珠笔内小弹簧的劲度系数;

(2)书与桌面间的动摩擦因数。

15.如图所示,A物体重力为20 N,B物体重力为10 N,力F竖直向下,A与水平面的动摩擦因数μ=0.4,其余摩擦不计。(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

(1)若F=0时由静止释放B物体,A物体受什么摩擦力?大小如何?

(2)若F=10 N时由静止释放B物体,A物体受什么摩擦力?大小如何?

(3)若要使A匀速运动,所加力F的大小是多少?

第3节　摩擦力

1.B　物块在A、B两点弹簧均发生形变且恰好均能静止,则在A点弹簧处于压缩状态,弹簧弹力向右,此时摩擦力方向向左,在B点弹簧处于伸长状态,弹簧弹力向左,此时摩擦力方向向右。故选B。

2.C　根据f=μN,f=1.2N,因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力,所以要把纸从书中拉出,拉力F至少应为2.4N,C正确。

3.A　两种情况下,物体相对于传送带均向右匀速运动,物体均受传送带向左的滑动摩擦力,滑动摩擦力大小均为f=μmg,根据二力平衡条件得F1=F2=f=μmg。故选项A正确。

4.B　若v1<v2,A相对于B向右滑动,A受到B施加的向左的滑动摩擦力,B受到A施加的向右的滑动摩擦力,A错误,B正确;若v1>v2,A相对于B向左滑动,A受到B施加的滑动摩擦力向右,B受到A施加的摩擦力向左,C、D错误。

5.B　由f=μN可知,滑动摩擦力的大小与正压力N有关,而与接触面积的大小无关,所以三种情况下摩擦力大小相等。故选B。

6.C　运动员向上、向下都是匀速运动,且竖直方向只受重力和摩擦力的作用,由二力平衡知,运动员所受的摩擦力总是向上,大小等于其重力,选项C正确。

7.解析 箱子所受最大静摩擦力fmax=μN=μmg=200N<F=230N,即箱子受滑动摩擦力f=μN=200N。

答案 200

8.解析 (1)物体刚开始运动时受到的摩擦力即为最大静摩擦力,由二力平衡可知,此时物体受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力,即fmax=kx1=200×0.03N=6N。

(2)物体和地板间的滑动摩擦力大小

f=kx2=200×0.02N=4N

而f=μN,N=mg,故

μ==0.2。

答案 (1)6 N　(2)0.2

9.D　由题可知,至少要用35N的水平推力,才能使木箱从原地开始运动,则物体与地板间的最大静摩擦力大小fmax=35N;物体做匀速直线运动需要的推力为30N,此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小与推力大小相等,故滑动摩擦力大小f=30N;由滑动摩擦力公式可得f=μN,此时物体对地面的压力等于物体自身的重力,即N=100N,故动摩擦因数μ==0.3,A错误。若用20N的水平力推木箱,推力小于最大静摩擦力,木箱不动,此时木箱受到的摩擦力为静摩擦力,大小与外力大小相等,故此时木箱受到的摩擦力大小f'=20N,B错误。若改用与运动方向相反的10N的水平推力推运动中的木箱,木箱仍运动着,此时木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小与推力大小无关,故此时木箱受到的摩擦力大小f=30N,C错误。若用10N竖直向下的力压运动中的木箱,由滑动摩擦力公式 f=μN可得,木箱所受的摩擦力的大小f″=0.3×(100+10)N=33N,D正确。

10.AC　当F1>F2时,物体有向左的运动趋势,故f方向为水平向右,根据平衡条件可知f=F1-F2,选项A正确;当F1<F2时,物体有向右的运动趋势,故f方向为水平向左,同理可得f=F2-F1,选项B错误;当F1=F2时,物体受力平衡,无相对运动趋势,故f=0,选项C正确;题中已知物体处于静止状态,不会有滑动摩擦力产生,计算公式不成立,选项D错误。

11.BD　先以A为研究对象,A不受摩擦力,否则它不可能做匀速直线运动,则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零,也可能不为零;再以整体为研究对象,由平衡条件分析可知,地面对B一定有摩擦力,则B与地面之间的动摩擦因数μ2一定不为零,故选项B、D正确。

12.D　当木块不受拉力时(F=0),桌面对木块没有摩擦力(f=0)。当木块受到的水平拉力F较小时,木块仍保持静止,但出现向右运动的趋势,桌面对木块产生静摩擦力,其大小与F相等,方向相反。随着水平拉力F不断增大,木块向右运动的趋势增强,桌面对木块的静摩擦力也相应增大,直到水平拉力F足够大时,木块开始滑动,桌面对木块的静摩擦力达到最大值fmax,在这个过程中,由木块水平方向二力平衡条件知,桌面对木块的静摩擦力f始终与拉力F等大反向,即随着F的增大而增大。木块滑动后,桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力,它略小于最大静摩擦力,并且在木块继续滑动的过程中保持不变。综上可知,选项D正确。

13.D　木块A相对B向右滑动,其所受摩擦力为滑动摩擦力,选项A错误;同理,地面相对B向右滑动,其所受摩擦力为滑动摩擦力,选项B错误;只要A受到滑动摩擦力,A所受滑动摩擦力的大小总等于T,选项C错误,D正确。

14.解析 (1)由于砝码处于静止状态,则kx=mg

得k=N/m=1000N/m。

(2)要使书恰好能匀速运动,则kx'=μm'g

得μ==0.3。

答案 (1)1 000 N/m

(2)0.3

15.解析 (1)F=0时,A所受最大静摩擦力fmax=μmAg=8N

此时mBg>fmax,故A将运动,A所受摩擦力为滑动摩擦力,f滑=μmAg=8N。

(2)当F=10N时,A所受最大静摩擦力为fmax'=μ(F+mAg)=12N

此时mBg<fmax',故A静止,A所受摩擦力为静摩擦力,大小为f=mBg=10N。

(3)若A匀速运动,此时滑动摩擦力大小等于B的重力大小,故此时有μ(mAg+F)=mBg,代入数据得F=5N。故所加力F的大小是5N。

答案 (1)滑动摩擦力　8 N

(2)静摩擦力　10 N

(3)5 N