高中物理第3节 摩擦力精品精练

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第3节 摩擦力


课后篇巩固提升


基础巩固


1.





冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。如图所示,比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,受到的滑动摩擦力为f,则冰道被擦刷后( )


A.μ和f都增大


B.μ和f都减小


C.μ增大,f减小


D.μ减小,f增大


解析用冰刷快速擦刷冰面,能降低冰面的粗糙程度,即减小动摩擦因数μ;滑动摩擦力为f=μN,N=mg不变,即f减小。


答案B


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,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为( )


A.0.6 N


B.1.2 N


C.2.4 N


D.3 N


解析根据f=μN,f=1.2 N,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,拉力至少应为2.4 N,C正确。


答案C


3.





如图所示,用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止。关于瓶子所受的摩擦力,下列说法正确的是( )


A.握力越大,摩擦力越大


B.只要瓶子不动,摩擦力的大小就与握力的大小无关


C.如果握力加倍,则摩擦力的方向由向下变成向上


D.手越干越粗糙,摩擦力越大


解析只要瓶子静止,根据二力平衡的知识,瓶子在竖直方向上受到的静摩擦力与重力总是等大反向,与握力大小无关。B项正确。


答案B


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

B.若v1

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


解析若v1v2,A相对于B向左滑动,A受到的滑动摩擦力向右,B受到A施加的摩擦力向左,C、D错。


答案B


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

D.无法比较


解析由f=μN可知,滑动摩擦力的大小与正压力FN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。


答案B





6.杂技演员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑,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


解析运动员向上、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。


答案C


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( )


A.0B.130 NC.200 ND.500 N


解析箱子所受最大静摩擦力fmax=μN=μmg=200 N

答案C


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。


解析(1)物体刚开始运动时受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=200×0.03 N=6 N。


(2)物体和地板间的滑动摩擦力大小


f=kx2=200×0.02 N=4 N


而f=μN,N=mg,故


μ==0.2。


答案(1)6 N (2)0.2


能力提升


1.





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=F2B.F1>F2


C.F1

解析两种情况下,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Ff=μmg,根据二力平衡条件得F1=F2=Ff=μmg。故选项A正确。


答案A


2.





(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

C.F2=F1时,f=0


D.根据摩擦力计算公式可知,f为定值μmg


解析当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

答案AC


3.(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。由此可知,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=0B.μ1=0,μ2≠0


C.μ1≠0,μ2=0D.μ1≠0,μ2≠0


解析先以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。


答案BD


4.





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( )





解析当木块不受拉力时(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。


答案D


5.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FT。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2FT


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FT


解析木块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处于静止,A所受摩擦力总等于弹簧的拉力FT,选项C错、D对。


答案D


6.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,试求:





(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。


解析(1)由于砝码处于静止,则kx=mg,


所以有k= N/m=1 000 N/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


7.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?


解析(1)F=0时,A所受最大静摩擦力为f静max=μmAg=8 N,此时mBg>f静max,故A将运动,A所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为f滑=μmAg=8 N;


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

(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=5 N。故所加力F的大小是5 N。


答案(1)滑动摩擦力 8 N (2)静摩擦力 10 N


(3)5 N