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物理必修 第一册2 摩擦力巩固练习
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\l "_Tc21277" 二、 【摩擦力的有无和方向判断知识点梳理】 PAGEREF _Tc21277 \h 5
\l "_Tc13246" 三、 【摩擦力的计算知识点梳理】 PAGEREF _Tc13246 \h 8
【滑动摩擦和静摩擦的概念知识点梳理】
滑动摩擦力
1. 定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
2. 产生条件:
①接触并挤压(即两物体间存在弹力);②两物体间有相对运动;③接触面粗糙。
3. 方向:总沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。
4. 大小:滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比,即
其中动摩擦因数μ的值与接触面的材料和粗糙程度有关,与物体的受力情况、运动状态及接触面积的大小均无关。
静摩擦力
1. 定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时,产生的摩擦力叫作静摩擦力。
2. 产生条件:
①接触并挤压(即两物体间存在弹力);②两物体间有相对运动趋势;③接触面粗糙。
3. 方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。
4. 最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值。若物体在粗糙水平面上静止,用一个水平拉力拉物体(物体没动),物体与水平面间静摩擦力的最大值Fmax在数值上等于物体即将开始运动时的拉力。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
2. 易混淆的“三个方向”
3. 摩擦力方向与运动方向的关系
摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,而不一定阻碍物体的运动,所以摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反,而与运动方向可能相同,可能相反,还可能成任意夹角。当摩擦力方向与物体的运动方向相同时,摩擦力提供动力;当摩擦力方向与物体的运动方向相反时,摩擦力提供阻力。
如图甲所示,物块与传送带一起运动,若v1=v2,物块受到沿传送带向上的静摩擦力,为动力;
若v1>v2,物块相对传送带向上运动,受到沿传送带向下的滑动摩擦力,为阻力;
若v1
若v1>v2,物块相对传送带向下运动,受到沿传送带向上的滑动摩擦力,为阻力;
若v1
1.关于滑动摩擦力以下说法正确的是( )
A.滑动摩擦力总阻碍物体的运动
B.滑动摩擦力总与物体的运动方向相反
C.滑动摩擦力总阻碍物体间的相对运动
D.静止的物体不可能受到滑动摩擦力的作用
2.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.静摩擦力总阻碍物体的运动
B.滑动摩擦力总阻碍物体的运动
C.若两物体的接触面是光滑的,也能产生摩擦力
D.滑动摩擦力的方向总与物体间的相对运动的方向相反
3.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.相互压紧的粗糙物体间总有摩擦力作用
B.有弹力必定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力
C.滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关
D.由可知,动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,与正压力N成反比
4.下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.摩擦力大小总跟正压力大小成正比
B.滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关
C.手握住瓶颈使瓶子竖直悬空静止,握得越紧时,手与瓶颈间的摩擦力越大
D.小孩沿竖直杆匀速向上爬时,他受的摩擦力大于重力
5.(多选)如图所示,物体A被水平力F压在竖直墙壁上静止不动。下列说法正确的是( )
A.若增大力F,则墙壁对A的弹力增大
B.若增大力F,则墙壁对A的摩擦力增大
C.若撤去力F,则A沿墙壁下落的过程中受到一个力作用
D.若A沿墙壁下滑,力F逐渐减小,则墙壁对A的摩擦力不变
6.如图所示,重力为20N的物体置于水平桌面上,物体与桌面间的动摩擦因数为0.5, 现用8N的水平拉力F拉物体,则物体所受力的合力大小为( )
A.3NB.0C.2ND.10N
【摩擦力的有无和方向判断知识点梳理】
两个相互接触的物体发生相对运动(或具有相对运动趋势)时,在接触面上会产生阻碍相对运动(或相对运动趋势)的摩擦力。判断是否有相对运动趋势不像判断是否有相对运动那样直观,所以静摩擦力的有无及方向的判断较困难,常用以下方法判断:
1. 条件判断法:根据静摩擦力的产生条件判断静摩擦力的有无,即接触面之间有弹力、接触面粗糙、有相对运动趋势。
2. 假设法:假设两物体间接触面光滑,看物体能否保持原来的运动状态,即看是否发生相对滑动,若发生相对滑动,说明原来两物体间有相对运动趋势,物体间有静摩擦力存在,静摩擦力的方向与接触面光滑时物体的相对滑动方向相反。
如图所示,A物块放在斜面B上,处于静止状态。判断A是否受静摩擦力作用时,可假设A、B间接触面光滑,A不受静摩擦力作用,则A将沿斜面下滑,不可能静止,假设不成立,可知A受静摩擦力作用。
3. 力的作用效果法:相互接触的物体间存在静摩擦力时,必有相应的作用效果,或平衡其他作用力或改变受力物体的运动状态,可利用作用效果确定静摩擦力的方向。如物体在水平传送带上和传送带一起匀速运动时,物体不受传送带的摩擦力作用。
4. 力的相互作用法:当一个物体所受摩擦力的方向不易判断时,可根据力的相互性判断,即与之相互作用的另一物体所受的摩擦力与该物体所受摩擦力等大反向。如左栏图甲所示,当v1=v2时,即物块在传送带上匀速上升时,容易分析出其受的摩擦力沿传送带向上,根据力的相互性可以判断出传送带所受物块的摩擦力沿传送带向下
【摩擦力的有无和方向判断举一反三练习】
7.(多选)如图所示,物体AB叠放在物体C上,C置于水平地面上,水平力作用于B,使A、B、C一起匀速向右运动,各接触面间摩擦力的情况是( )
A.B对C有向右的摩擦力
B.C对A有向右的摩擦力
C.C对地面有向右的摩擦力
D.物体C受到三个摩擦力作用
8.如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力情况,下列说法正确的是( )
A.M处受到的支持力垂直MN向上
B.N处受到的支持力竖直向上
C.M处可能受到沿MN方向的静摩擦力
D.N处可能受到沿MN方向的静摩擦力
9.如图所示是通过摩擦力实现的皮带传动装置,皮带与轮子不打滑,下列说法中正确的是( )
A.A轮带动B轮沿逆时针方向旋转B.B轮带动A轮沿逆时针方向旋转
C.C轮带动D轮沿顺时针方向旋转D.D轮带动C轮沿逆时针方向旋转
10.(多选)武警广西总队防城港支队组织特战分队开展多课目反恐演练。某武警战士爬杆训练的场景如图所示,关于战士在匀速竖直向上爬升的过程中的受力情况,下列说法正确的是( )
A.战士受到的摩擦力方向向上
B.战士受到的摩擦力变小
C.战士受到的摩擦力与其受到的重力大小相等
D.手握得越紧,杆子与手之间的动摩擦因数就会越大
11.(多选)如图甲、乙所示,物体A、B在力F作用下一起以相同的速度沿F方向匀速运动,关于物体A、B所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.图甲中物体A受摩擦力,且方向与F相同
B.图甲中物体A不受摩擦力
C.图乙中物体A受摩擦力,且方向与F相同
D.图乙中物体B受到斜面的摩擦力,且方向和F相反
【摩擦力的计算知识点梳理】
1. 滑动摩擦力大小的计算
(1)公式法:根据Ff=μFN计算滑动摩擦力的大小。其中FN表示压力的大小,许多情况下需结合物体的平衡条件来确定。
(2)二力平衡法:物体做匀速直线运动时,可以根据二力平衡条件来求解。
2. 静摩擦力的大小
静摩擦力大小与外力有关,在两物体接触面上的弹力一定的情况下,静摩擦力有一个最大值,叫作最大静摩擦力,两物体间实际的静摩擦力Ff在零与最大静摩擦力之间,即0
【摩擦力的计算举一反三练习】
12.现代的激光打印机都是自动进纸的,有一种进纸原理如图所示进纸槽里叠放有一叠白纸,进纸时滚轮以竖直向下的力压在第一张白纸上,并沿逆时针方向匀速转动,确保第一张纸与第二张纸发生相对滑动设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等滚轮与白纸之间的动摩擦因数为,白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为不考虑静电力的影响,下列说法正确的是( )
A.滚轮对第一张白纸的摩擦力方向向左
B.进纸过程中除最上面第一、二张白纸外其他纸之间均没有摩擦力
C.除最上面第一、二张白纸外越向下白纸之间的摩擦力越大
D.若,则打印机不能实现自动进纸
13.如图所示,质量为的物体在粗糙水平面上向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数,物体同时还受到大小为10N,方向向右的水平拉力F的作用,则水平面对物体的摩擦力(g取)( )
A.大小是10N,方向水平向右B.大小是10N,方向水平向左
C.大小是20N,方向水平向右D.大小是20N,方向水平向左
14.如图所示,位于水平地面上的物块P通过跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到物块P和物块Q的两段绳都是水平的。已知物块Q与物块P之间以及物块P与地面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力F拉物块P使它做匀速运动,则F的大小为( )
A.4μmgB.3μmgC.2μmgD.μmg
15.如图甲所示,质量为0.4kg的物块在水平力F的作用下由静止释放,物块与足够高的竖直墙面间的动摩擦因数为0.4,力F随时间t变化的关系图像如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小。下列图像能正确反映物块所受摩擦力大小与时间t变化关系的是( )
A.B.C.D.
16.一本书重约,有314页,书本正面朝上。现将一张纸夹在第与第页间,能够覆盖几乎整个书页,如图所示。若要将纸抽出,至少需用约的拉力。不计书皮及纸的质量,则纸和书之间的摩擦因数最接近( )
A.20B.0C.D.50
17.(多选)某个同学玩夹盒子的游戏,手握两块木板,两木板间夹起盒子,如图所示,已知木板与盒子之间的动摩擦因数为0.5,盒子与盒子之间的动摩擦因数为0.4,每个盒子重约为,该同学两手可以给木板提供的水平压力都为,则下列说法正确的是( )
A.该同学最多可以夹起16个盒子
B.该同学最多可以夹起14个盒子
C.若该同学夹起10个盒子,则第五个和第六个盒子之间的摩擦力为0
D.无论该同学夹起多少个盒子,木板和盒子之间的摩擦力大小都为
18.(多选)如图所示,水平桌面上平放有15张卡片,每一张卡片的质量均为m,用手指以竖直向下的力F()压第1张卡片,并以一定速度向右移动手指,确保第1张卡片与第2张卡片之间有相对滑动,其他卡片保持相对静止,当最上面那张卡片划走之后,继续以相同的力F划动下一张卡片,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,手指与卡片之间的动摩擦因数为,卡片之间的动摩擦因数为,卡片与桌面之间的动摩擦因数为,下列说法正确的是( )
A.
B.划第1张卡片时,第2张卡片受到第3张卡片的摩擦力方向向左
C.划第1张卡片时,第10张卡片与第11张卡片之间的摩擦力大小为
D.划第1张卡片时,最后一张卡片受到桌面的摩擦力大小为0
19.(多选)图示为工人用砖夹搬运砖块的示意图。若工人搬运四块形状相同且重力均为G的砖,当砖处于竖直静止状态时,下列说法正确的是( )
A.3对2的摩擦力为零
B.2对1的摩擦力大小为G,方向竖直向上
C.工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,四块砖对砖夹的摩擦力不变
D.工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,3对4的摩擦力增大
20.如图所示,一个M=2kg的物体A放在μ=0.2的粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个m0=0.1kg的小桶B相连,已知A受到的最大静摩擦力fmax=4.5N,滑轮上的摩擦不计,g取10N/kg,求以下情况,A受到的摩擦力的大小。
(1)只挂B,处于静止状态时;
(2)只挂B,但在A上再放一个M′=3kg的物体时;
(3)只在小桶内加入m1=0.33kg的沙子时;
(4)只在小桶内加入m2=0.5kg的沙子时。
静摩擦力
滑动摩擦力
作用效果
阻碍相对运动趋势
阻碍相对运动
产生
条件
相同点
①相互接触;②相互挤压;③接触面粗糙
不同点
有相对运动趋势
有相对运动
力的
三要
素
大
小
相同点
①可根据二力平衡条件求解;②可根据作用力、反作用力的特点求解(后面学习)
不同点
大小为0
方
向
相同点
①与运动方向无直接关系,可与运动方向相同,也可与运动方向相反,或者成一夹角;
②与接触面相切;
③与同一接触面上的弹力方向垂直
不同点
与相对运动趋势方向相反
与相对运动方向相反
作用点
在接触面上,作力的图示时,可根据等效原理画到物体的重心上
三个方向
理解
运动方向
是指物体相对于地面(以地面为参考系)运动的方向
相对运动方向
指物体相对于参考物体运动的方向,在研究摩擦力时此参考物体指摩擦力的施力物体。“相对运动方向”不能等同于“运动方向”
相对运动趋势方向
指一个物体相对于与它接触的另一个物体有沿某个方向运动的可能,但还处于相对静止状态,可理解为“如果物体不受摩擦力作用时的相对运动方向”
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