高考物理复习特训考点二相互作用——力第10练摩擦力含解析

第10练　摩擦力　

（时间　25分钟）

思维方法

1．摩擦力方向是与“该接触面两侧物体”间的相对运动或相对运动趋势方向相反，而不一定是与物体运动的方向相反．

2．静摩擦力的大小和与之平衡的外力和物体运动状态有关；滑动摩擦力的大小与接触面间的弹力大小有关，而与拉力(或其他外力)及运动状态无关．

3．求解摩擦力大小时一定要先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，还要注意它们之间可能的转换(突变).

选择题

1．大型商场或者大型超市为了方便顾客上下楼，都会安装自动扶梯．小王同学经过调查研究发现，不同商场或超市中的自动扶梯是不一样的，可以分为两大类，一种有台阶，另一种无台阶，两种自动扶梯分别如图所示．此外，小王同学还发现，为了节约能源，在没有顾客乘行时，这两种自动扶梯都以较小的速度匀速运行，当有顾客乘行时自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行．则电梯在运送顾客上楼的整个过程中(　　)

A．图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用

B．图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客始终受摩擦力作用

C．图甲所示的无台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下

D．图乙所示的有台阶自动扶梯中，乘客对扶梯的作用力始终竖直向下

2．用如图所示装置研究摩擦力的变化规律，把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团，它只能被指针向左推动，用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大．下列说法正确的是(　　)

A．木块开始运动前，摩擦力可以用公式Ff＝μFN计算

B．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小

C．木块开始运动前，拉力小于摩擦力

D．当拉力达到某一数值时木块开始移动，运动过程中木块受到的摩擦力会越来越大

3.

如图所示，质量为m的物块在质量为M的木板上向右滑行，木板与地面间的动摩擦因数为μ1，物块与木板间的动摩擦因数为μ2，已知木板处于静止状态，那么木板所受地面摩擦力的大小是(　　)

A．μ1Mg        B．μ2mg

C．μ1(m＋M)g    D．μ1Mg＋μ2mg

4．(多选)重量为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．木箱从原地移动以后，用30 N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动．由此可知(　　)

A．木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N

B．木箱所受的滑动摩擦力为30 N

C．木箱与地板间的动摩擦因数为0.35

D．木箱与地板间的动摩擦因数为0.3

5．

如图所示，一箱子放在水平地面上，现对箱子施加一斜向上的拉力F，保持拉力的方向不变，在拉力F的大小由零逐渐增大的过程中(箱子未离开地面)，关于摩擦力f的大小随拉力F的变化关系，下列四幅图可能正确的是(　　)

6．如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率v1运行．初速度大小为v2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带．若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v­t图像(以地面为参考系)如图乙所示．已知v2>v1，则(　　)

A．0～t1时间内，小物块受到的摩擦力向左

B．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力始终向右

C．0～t2时间内，小物块受到的摩擦力方向先向右后向左

D．0～t3时间内，小物块始终受到大小不变的摩擦力作用

7．

(多选)如图所示，长木板A与物体B叠放在水平地面上，物体与木板左端立柱间放置一水平轻质弹簧，在水平外力F作用下，木板和物体都静止不动，弹簧处于压缩状态．将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，在此过程中(　　)

A．弹簧弹力不变

B．物体B所受摩擦力逐渐减小

C．物体B所受摩擦力始终向左

D．木板A所受地面的摩擦力逐渐减小

8．

如图所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10 N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4 N．要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为(　　)

A．3 N    B．7 N

C．15 N    D．17 N

9．

如图所示，与水平面夹角为30°的固定斜面上有一质量m＝1.0  kg的物体，细绳的一端与物体相连，另一端经摩擦不计的定滑轮与固定的弹簧测力计相连(细绳与弹簧测力计的轴线重合)，物体静止在斜面上，弹簧测力计的示数为9.8 N，g取9.8 m/s2，关于物体受力的判断，下列说法正确的是(　　)

A．斜面对物体的摩擦力大小为9.8 N

B．斜面对物体的摩擦力大小为4.9 N，方向沿斜面向下

C．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向竖直向上

D．斜面对物体的支持力大小为4.9 N，方向垂直斜面向上

10．(多选)[2022·北京海淀期中]如图所示，木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.20，夹在A、B之间的弹簧被压缩了1 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力).现用F＝2 N的水平拉力作用在木块B上，此时木块A、B所受摩擦力分别记为fA和fB.则(　　)

A．fA＝10 N    B．fA的方向水平向左

C．fB＝6 N    D．fB的方向水平向左

11．

(多选)如图所示，水平面上复印机纸盒里放一叠(共计10张)复印纸，每一张纸的质量均为m.用一摩擦轮以竖直向下的力F压第1张纸，并以一定的角速度逆时针转动摩擦轮，确保摩擦轮与第1张纸之间、第1张纸与第2张纸之间均有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，摩擦轮与第1张纸之间的动摩擦因数为μ1，纸张间的动摩擦因数均为μ2，且有μ1>μ2，则下列说法正确的是(　　)

A．第2张纸与第3张纸之间可能发生相对滑动

B．第2张纸与第3张纸之间不可能发生相对滑动

C．第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左

D．第6张纸受到的合力为零

12.

(多选)如图甲所示，放在固定斜面上的物体，受到一个沿斜面向上的力F作用，始终处于静止状态，F的大小随时间变化的规律如图乙所示．则在0～t0时间内物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化规律可能为下图中的(取沿斜面向上为摩擦力Ff的正方向)(　　)

第10练　摩擦力

1．答案：A

解析：乘客在无台阶的电梯上运动时，在加速和匀速阶段，都受到重力、支持力和静摩擦力．匀速阶段乘客对扶梯的作用力竖直向下，在加速阶段偏离竖直方向．乘客在有台阶的电梯上运动时，加速阶段受到重力、支持力和静摩擦力，乘客对扶梯的作用力偏离竖直方向；匀速阶段受到重力与支持力，乘客对扶梯的作用力竖直向下．综上分析，A正确．

2．答案：B

解析：由题意可知，开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，不可以用公式Ff＝μFN计算，根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力，故摩擦力大小随拉力的增大而增大；而当拉力达到某一数值时，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，所以木块移动后拉力将减小，运动过程中木块受到的摩擦力保持不变，根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力，故B正确，A、C、D错误．

3．答案：B

解析：木板给物块的滑动摩擦力为μ2mg，方向水平向左，所以物块给木板一个水平向右的摩擦力μ2mg，因为木板静止，所以木板所受地面的摩擦力大小为μ2mg，方向水平向左，故选项B正确．

4．答案：ABD

解析：因为至少要用35 N的水平推力才能使木箱开始运动，所以木箱与地板间的最大静摩擦力为35 N，A项正确；因为木箱匀速运动时水平推力为30 N，所以木箱与地板间的滑动摩擦力为30 N，B项正确；由μFN＝30 N，FN＝mg＝100 N，得μ＝0.3，C项错误，D项正确．

5．答案：B

解析：设F与水平方向的夹角为θ，木箱处于静止状态时，根据平衡条件得：木箱所受的静摩擦力为f＝F cos θ，F增大，f增大；当拉力达到一定值，箱子运动瞬间，静摩擦力变为滑动摩擦力，由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力有个突然减小的过程；木箱运动时，所受的支持力N＝G－F sin θ，F增大，N减小，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为f＝μN，N减小，则f减小；故A、C、D错误，B正确．

6．答案：B

解析：0～t2时间内，小物块相对传送带向左运动，滑动摩擦力方向始终向右，大小不变，t2时刻以后小物块相对传送带静止，与传送带一起以速度v1匀速运动，不再受摩擦力作用，只有B项正确．

7．答案：AD

解析：将外力F缓慢减小到零，物体始终不动，则弹簧的长度不变，弹力不变，选项A正确；对物体B，因开始时所受摩擦力的方向不确定，则有F弹＝F±Ff，则随F的减小，物体B所受摩擦力的大小和方向都不能确定，选项B、C错误；对A、B与弹簧组成的整体，在水平方向，力F与地面对A的摩擦力平衡，则随F的减小，木板A所受地面的摩擦力逐渐减小，选项D正确．

8．答案：B

解析：对A受力分析，当A受到的最大静摩擦力往左时拉力F1最小．此时F1＋Ff＝mBg，F1＝6 N，当受到的最大静摩擦力向右时，拉力F1最大．此时F1－Ff＝mBg，F1＝14 N，所以拉力F1取值范围应该是6 N≤F1≤14 N，所以A、C、D错误，B正确．

9．答案：B

解析：假设物体受到斜面的摩擦力Ff沿斜面向上，对于物体由平衡条件有F＋Ff－mg sin 30°＝0，FN－mg cos 30°＝0，解得Ff＝－4.9 N，FN＝4.9 N，则Ff方向沿斜面向下，FN方向垂直斜面向上，B项正确，A、C、D三项错误．

10．答案：CD

解析：由于二者中间的弹簧被压缩了1 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m，故弹簧对A和B两个木块的作用力大小均为F′＝kx＝400 N/m×0.01 m＝4 N；而对物体A而言，它的重力是50 N，放在水平桌面上，它对桌面的压力也是50 N，所以它受的最大静摩擦力为fA静＝0.2×50 N＝10 N，因为F′<fA静，所以物体A没有运动，它受到的摩擦力是静摩擦力，其大小为4 N，方向水平向右，选项A、B错误；再对B而言，它的重力是60 N，放在水平桌面上，故它对桌面的压力也是60 N，所以它受的最大静摩擦力为fB静＝0.2×60 N＝12 N，而物体B除了受弹簧的弹力以外，还受到向右的拉力，F＝2 N，故B受到向右的合力是6 N，而6 N<12 N，故物体B也处于静止状态，它受到的摩擦力与B受到向右的合力相平衡，所以B受到的摩擦力是6 N，方向水平向左，选项C、D正确．

11．答案：BD

解析：第1张纸相对于轮有向左运动的趋势，则受到的滑动摩擦力与轮的运动方向相同，向右，C错误；对第2张纸分析，它的下表面与第3张纸之间的最大静摩擦力Fm＝μ2·（F＋2mg），上表面受到第1张纸向右的滑动摩擦力为f＝μ2（F＋mg）<Fm，则第2张纸与第3张纸之间不发生相对滑动，同理，第3张到第9张纸也不发生相对滑动，即第2张以下的纸所受的合力都为零，故A错误，BD正确．

12．答案：BCD

解析：物体在斜面上始终处于平衡状态，

沿斜面方向受力平衡方程为：

F－mg sin θ＋Ff＝0，解得Ff＝mg sin θ－F，

若初态mg sin θ＝F，故B项正确；

若初态mg sin θ>F，故C项正确；

若初态mg sin θ<F，故D项正确．