人教版 (2019)必修 第一册摩擦力第1课时同步练习题

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第1课时 滑动摩擦力
基础过关练
题组一 对滑动摩擦力的认识
1.(2026山东枣庄第一中学期中)有关滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.相互接触并有相对运动的物体间必有滑动摩擦力
B.滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
C.两物体之间有滑动摩擦力,则其间必有弹力
D.只有运动的物体才受到滑动摩擦力作用
题组二 滑动摩擦力的方向
2.(2026辽宁辽西合作校联考)一学习小组在探究摩擦力时,将自行车倒立放置,让后轮逆时针转动,随后在后轮最高点轻轻放上一硬纸板,如图所示,下列分析正确的是( )
A.硬纸板受到静摩擦力的作用
B.轮胎转动越快,硬纸板受到的摩擦力越大
C.硬纸板受到向左的摩擦力,从而向左飞出
D.硬纸板受到向右的摩擦力,从而向左飞出
3.(2026广东广州第七中学月考)如图所示,一质量为m的物块用水平细线连接,细线绕过光滑的滑轮后悬挂一质量为m0的物体,物块放在水平传送带上,水平传送带以v2的速度顺时针匀速转动,物块以初速度v1向右运动,传送带与物块间的动摩擦因数为μ。则关于物块所受的摩擦力f,下列说法正确的是( )
A.若v1v2,则f=μmg,方向向右
C.若v1=v2,且物块保持匀速运动,则f=0
D.若v1=v2,且物块保持匀速运动,则f=m0g,方向向左
题组三 滑动摩擦力的大小
4.(多选题)(2026湖北襄阳期中)重为500 N的雪橇,在平坦的雪地上用10 N的水平拉力恰好可以拉着它做匀速直线运动。如果雪橇再装上500 N的货物,在该雪地上滑行时,下列说法正确的是( )
A.雪橇与该雪地间的动摩擦因数为0.02
B.雪橇与该雪地间的动摩擦因数为0.2
C.雪橇再装上500 N的货物,受到的摩擦力大小为20 N
D.雪橇再装上500 N的货物,受到的摩擦力大小为100 N
5.(2026河南许昌月考)质量为5 kg的物体沿水平地面向右匀速运动,同时受到方向向左、大小为F=2 N的水平拉力,已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2,重力加速度g取10 m/s2。则物体在运动过程中受到的摩擦力为( )
A.8 N,水平向右 B.10 N,水平向右
C.8 N,水平向左 D.10 N,水平向左
6.(2026山东泰安期中)图示为某同学课桌上整齐且竖直摆放的一堆书,中间夹了一本物理课本,其质量为0.3 kg,两侧相邻书对物理课本的压力大小均为10 N,书与物理课本之间的动摩擦因数均为0.3,重力加速度g取10 m/s2。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。为了将物理课本竖直向上抽出来,该同学提供的拉力最小应大于( )
A.3 N B.6 N C.9 N D.12 N
7.(2026安徽皖江名校联盟联考)如图所示,一轻质弹簧的劲度系数为k=30 N/m,一端连接一个质量为m=420 g的儿童玩具,玩具置于水平桌面上。水平拉动弹簧使儿童玩具在桌面上运动,当弹簧的伸长量为2.1 cm时,儿童玩具恰能做匀速直线运动。不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2。
(1)求儿童玩具与水平桌面间的动摩擦因数。
(2)运动过程中,当弹簧的伸长量为4 cm时,求:
①儿童玩具受到的水平拉力大小;
②儿童玩具受到的摩擦力大小。
题组四 测定动摩擦因数
8.(2026湖北襄阳一中期中)某物理兴趣小组的同学在研究弹簧弹力时,测得弹力的大小F和弹簧长度L的关系如图1所示,则:

(1)弹簧的劲度系数为 N/m。
(2)为了用弹簧测力计测定两木块A、B间的动摩擦因数μ,两同学分别设计了如图2所示的甲、乙两种方案。
①为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小,你认为 (选填“甲”或“乙”)方案更合理。
②甲方案中,若A和B的重力分别为20.0 N和40.0 N。当A被拉动时,弹簧测力计a的示数为6.0 N,b的示数为30.0 N,则A、B间的动摩擦因数为 。
9.(2026浙江温州期中)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连,定滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上放置砝码。缓慢水平向左拉动木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据如表所示,其中f4的值可从图(b)中弹簧测力计的示数读出。

回答下列问题:
(1)f4= N。
(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点,并绘出f-m图线。
(3)f与砝码质量m、木块质量M、木块与木板之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f= 。
(4)重力加速度g取9.80 m/s2,由绘出的f-m图线求得μ= 。(保留2位有效数字)能力提升练
题组一 滑动摩擦力的分析与计算
1.(2026福建福州期中)如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,重力加速度大小为g,那么木板受到地面的摩擦力大小为( )
A.μ1Mg B.μ2mg
C.μ1(m+M)g D.μ1Mg+μ2mg
2.(多选题)(2026河北唐山期中)如图所示,粗糙水平桌面上质量为m的物块A在沿y轴正方向、大小为F的水平力F1作用下做匀速直线运动。某时刻(记为计时起点),对物块A施加一个沿x轴负方向、大小也为F的水平力F2,同时在物块A上方再叠放质量也为m的物块B(未画出),t时刻,两物块速度方向变为指向第二象限,与y轴正方向夹角为30°。重力加速度为g,两物块之间始终没发生相对滑动,则下列说法正确的是( )
A.施加力F2之前,物块A运动方向沿y轴正方向
B.施加力F2并叠放物块B之后,物块A受到桌面的摩擦力大小变为22F
C.t时刻,物块A受到桌面的摩擦力大小为433F
D.t时刻,物块A受到桌面的摩擦力大小为2F
题组二 动摩擦因数的测定与计算
3.(2026湖南长沙期中)如图所示,物体A重50 N,物体B重25 N,A与B、A与地面间的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=30 N时,才能将A匀速拉出,则接触面间的动摩擦因数为( )
A.0.3 B.0.4 C.0.5 D.0.6
4.(甄选真题)(2023湖北高考)某同学利用测质量的小型家用电子秤,设计了测量木块和木板间动摩擦因数μ的实验。如图(a)所示,木板和木块A放在水平桌面上,电子秤放在水平地面上,木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮,使其与木块A间的轻绳水平,与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置n(n=0,1,2,3,4,5)个砝码(电子秤称得每个砝码的质量m0为20.0 g),向左拉动木板的同时,记录电子秤的对应示数m。
图(a)
(1)实验中,拉动木板时 (填“必须”或“不必”)保持匀速。
(2)用mA和mB分别表示木块A和重物B的质量,则m和mA、mB、m0、μ、n所满足的关系式为m= 。
(3)根据测量数据在坐标纸上绘制出m-n图像,如图(b)所示,可得木块A和木板间的动摩擦因数μ= (保留2位有效数字)。
图(b)
答案
基础过关练
1.C 若相互接触并有相对运动的物体之间未发生挤压,则物体间没有滑动摩擦力,A错误;滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反(点拨:与物体的运动方向无关),B错误;弹力是产生摩擦力的必要条件,故两物体之间有滑动摩擦力,则其间必有弹力,C正确;静止的物体也可以受到滑动摩擦力,例如,擦黑板时黑板是静止的,但相对于黑板擦是运动的,则黑板受到滑动摩擦力作用,D错误。
2.C 硬纸板轻放到倒立的自行车后轮时,由于后轮逆时针转动,可知硬纸板相对于后轮最高点向右运动,则硬纸板受到向左的滑动摩擦力,从而向左飞出,故A、D错误,C正确。根据Ff=μFN可知,硬纸板受到的滑动摩擦力大小与轮胎转动的快慢无关,故B错误。
3.D 若v1v2,则物块相对于传送带向右滑动,故滑动摩擦力方向向左,大小为f=μmg,B错误;若v1=v2,且物块保持匀速运动,由二力平衡可知,物块所受的摩擦力方向向左,且大小为f=m0g(易错点),C错误,D正确。易错警示
滑动摩擦力方向判断,需紧扣“相对传送带的运动方向”,v1v2时,物块相对传送带向右运动,摩擦力方向向左。切勿凭直觉判断。
4.AC 雪橇在平坦的雪地上做匀速直线运动,由二力平衡可知,雪橇受到的摩擦力大小Ff=F=10 N,雪橇对雪地的压力大小FN=G=500 N,根据Ff=μFN,解得μ=0.02,A正确,B错误;雪橇再装上500 N的货物时,对雪地的压力大小FN1=G1=1 000 N,则受到的摩擦力大小为Ff1=μFN1=20 N,C正确,D错误。
5.D 物体相对于地面向右匀速运动,受到的滑动摩擦力方向水平向左,大小为Ff=μFN=μmg=0.2×5×10 N=10 N,D正确。
6.C 物理课本与相邻书的两个接触面都有滑动摩擦力,每个面受到的滑动摩擦力大小为Ff=μFN=0.3×10 N=3 N;为了将物理课本竖直向上抽出,该同学提供的拉力最小应大于F=2Ff+mg=9 N,故选C。
7.答案 (1)0.15 (2)①1.2 N ②0.63 N
解析 (1)儿童玩具做匀速直线运动时,由胡克定律得弹簧的拉力
F=kx=30×0.021 N=0.63 N
根据二力平衡条件,竖直方向有
FN=mg=0.42×10 N=4.2 N
水平方向有Ff=F
又Ff=μFN
联立解得μ=0.15
(2)①当弹簧的伸长量为4 cm时,由胡克定律得弹簧的拉力F'=kx'=30×0.04 N=1.2 N
②儿童玩具对水平桌面的压力未变,它受到的滑动摩擦力大小仍等于Ff=μFN=0.63 N
8.答案 (1)300 (2)①甲 ②0.15
解析 (1)根据胡克定律,可知弹簧的劲度系数为k=ΔFΔL=60-00.4-0.2 N/m=300 N/m。
(2)①甲方案中拉动木块A,不需要控制木块A做匀速直线运动,且弹簧测力计a静止,便于读数;乙方案中用弹簧测力计拉动A,需要使A做匀速直线运动,这难以实现,且弹簧测力计c是运动的,不便于读数,因此甲方案更合理。
②甲方案中,A、B间的滑动摩擦力等于弹簧测力计a的示数,即f=6.0 N,根据f=μFN,FN=GB=40.0 N,可得A、B间的动摩擦因数μ=fFN=0.15。
9.答案 (1)2.75(2.74、2.76均正确) (2)图见解析 (3)μ(M+m)g (4)0.40
解析 (1)弹簧测力计的分度值为0.1 N,读数时需估读到分度值的下一位,则f4=2.75 N。
(2)描点画线时注意让尽可能多的点分布在线上,不能分布在线上的点尽可能均匀地分布在线的两侧,作图如图所示。
(3)木块受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力的公式知f=μ(M+m)g。
(4)根据f=μ(M+m)g整理可得f=μgm+μMg,所以f-m图线的斜率为k=μg,g取9.80 m/s2,取图线上相距较远的两点求斜率k=2.95- m/s2=4.0 m/s2,则μ=kg≈0.40。
能力提升练
1.B 木块相对于木板向右滑动,受到木板对其向左的滑动摩擦力,大小为f1=μ2FN=μ2mg[点拨:滑动摩擦力大小由木块与木板间的动摩擦因数μ2和压力(大小等于木块重力mg)决定];由力的相互性可知,木块对木板有向右的滑动摩擦力,大小为f1'=f1,故木板有向右滑动的趋势;结合木板一直静止,可知木板受到地面对其向左的静摩擦力,根据二力平衡条件,有f2=f1',所以f2=μ2mg,B正确。
2.AD 施加力F2之前,物块A做匀速直线运动,水平方向受力平衡,由于物块A在水平方向只受到水平力F1和桌面的摩擦力,由二力平衡可知,摩擦力方向沿y轴负方向、大小为f=μmg=F1=F,则物块A的运动方向沿y轴正方向(点拨:滑动摩擦力方向与相对运动方向相反),故A正确;由A项分析可知,施加力F2之前,物块A受到桌面的滑动摩擦力大小为F,施加力F2并叠放物块B之后,物块A对桌面的压力变为2mg,则物块A受到桌面的滑动摩擦力大小变为f'=μ·2mg=2F,B错误;t时刻,物块A受到桌面的摩擦力仍为滑动摩擦力,则大小仍为2F,C错误,D正确。
3.A 对物体B分析,A对B的滑动摩擦力大小f1=μFN=μGB,由力的相互性可知,B对A的滑动摩擦力大小f1'=f1=μGB;对物体A分析,地面对A的摩擦力大小f2=μ(GB+GA)(点拨:A与地面间的压力大小等于A、B的总重力GA+GB),又F=f1'+f2,代入数据,解得接触面间的动摩擦因数为μ=0.3,A正确。
4.答案 (1)不必 (2)mB-μmA-μm0n (3)0.39
解析 (1)电子秤有示数,说明木块A静止,而木板只要运动,木块A与木板间的摩擦力就是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与相对速度大小无关,故拉动木板时不必保持匀速。
(2)对木块A和砝码分析知轻绳拉力T=f=μ(mA+nm0)g,电子秤示数为m,则F示=mg,对B分析可知F示+T=mBg,联立可得mg+μ(mA+nm0)g=mBg,得m=mB-μmA-μm0n。
(3)由(2)的关系式,结合m-n图像可知,图线的斜率k=-μm0=-7.8 g,解得μ=0.39。
砝码的质量m/kg
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
滑动摩擦力f/N
2.15
2.36
2.55
f4
2.93
1.C
2.C
3.D
4.AC
5.D
6.C