高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第三节 摩擦力课时练习

这是一份高中物理粤教版 (2019)必修 第一册第三节 摩擦力课时练习，共6页。

1.[多选]电视台体育频道每周都有棋类节目，如棋类授课和评析。他们的棋盘是竖直的，棋盘上布有磁石，而每个棋子都是一个小磁体。关于棋盘和棋子，下列说法正确的是( )
A．小棋子共受四个力的作用
B．棋盘面应选取较粗糙的材料
C．只要磁场力足够大，即使棋盘光滑，棋子也能被吸在棋盘上静止
D．棋子被吸在棋盘上静止时，棋盘对棋子的摩擦力大于棋子的重力
解析：选AB 小棋子共受到重力、磁场力、支持力和静摩擦力四个力的作用，而静摩擦力与重力是一对平衡力，是不变的，所以A、B正确，C、D错误。
2.如图所示，某人用手握住一个保温杯，则下列说法中正确的是( )
A．若保持保温杯始终静止，则手握得越紧，保温杯受到的摩擦力越大
B．握着保温杯匀速向上运动，保温杯所受的摩擦力向上
C．握着保温杯匀速向下运动，保温杯所受的摩擦力向下
D．握着保温杯水平匀速运动，保温杯不受摩擦力
解析：选B 若保持保温杯始终静止，保温杯受到的摩擦力等于保温杯的重力，摩擦力不变，故A错误；握着保温杯匀速向上运动，保温杯所受的摩擦力与重力是一对平衡力，摩擦力方向向上，故B正确；握着保温杯匀速向下运动，保温杯所受的摩擦力与重力是一对平衡力，摩擦力方向向上，故C错误；握着保温杯水平匀速运动，保温杯所受的摩擦力与重力是一对平衡力，摩擦力方向向上，故D错误。
3.矢量发动机是喷口可向不同方向偏转以产生不同方向推力的一种发动机。当“歼­20”隐形战斗机以速度v斜向上飞行时，其矢量发动机的喷口如图所示。已知飞机受到重力G、发动机推力F1、与速度方向垂直的升力F2和与速度方向相反的空气阻力f。下列受力分析示意图可能正确的是( )
解析：选A 由题给信息可知，升力F2与速度方向垂直；空气阻力Ff与速度方向相反，故A项正确。
4.某同学骑自行车上学时，地面对前轮的摩擦力为F1，对后轮的摩擦力为f1；推自行车前进时，地面对前轮的摩擦力为F2，对后轮的摩擦力为f2，则( )
A．F1与车前进方向相同 B．f1与车前进方向相同
C．F2与车前进方向相同 D．f2与车前进方向相同
解析：选B 自行车在骑着行驶时，后轮是主动轮，在接触地面的那一点，它有相对于地面向后运动的趋势，所以后轮受到的静摩擦力f1与车前进方向相同，而前轮是从动轮，它是被推着往前的，它受到的静摩擦力F1与车前进方向相反，故A错误、B正确；推着自行车前进时，前、后轮都是从动轮，受到的静摩擦力F2、f2都是向后的，与车前进方向相反，故C、D错误。
5．[多选]下列图片中的情景应用了有益的摩擦力的是( )
解析：选ACD 传送带将货物送到高处，依靠传送带给货物的静摩擦力；乘客在竖直上升电梯中，乘客与接触地面没有相对运动或相对运动趋势，因此乘客不受摩擦力作用；运动员跑步，脚底相对地面有后运动的趋势，因此地面给人向前的静摩擦力，是运动员前进的动力；手拿住杯子，杯子相对手有向下滑的趋势，因此手给杯子有向上的静摩擦力；故选A、C、D。
6.如图所示，放在水平面上的物体A上叠放着物体B，A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧，A、B均处于静止状态，下列说法正确的是( )
A．B受到向左的摩擦力
B．B对A的摩擦力向右
C．地面对A的摩擦力向右
D．地面对A没有摩擦力
解析：选D 弹簧对B有向左的弹力，B保持静止，因此A对B有向右的摩擦力，B对A的摩擦力向左，A、B错误；A、B整体在水平方向不受其他外力作用，因此没有向左或向右的运动趋势，地面对A没有摩擦力，C错误，D正确。
7.如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在倾斜木板上，质量分别为m和2m的物块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，A、B间的接触面和轻绳均与木板平行。A与B间、B与木板间的动摩擦因数均为μ，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当木板与水平面的夹角为45°时，物块A、B刚好要滑动，则μ的值为( )
A． eq \f(1,3) B． eq \f(1,4) C． eq \f(1,5) D． eq \f(1,6)
解析：选C 根据题述，物块A、B刚要滑动，可知A、B之间的摩擦力fAB＝μmg cs 45°，B与木板之间的摩擦力f＝μ·3mg cs 45°。隔离A分析受力，由平衡条件可得轻绳中拉力F＝fAB＋mg sin 45°。对AB整体，由平衡条件：2F＝3mg sin 45°－f，联立解得：μ＝ eq \f(1,5)，选项C正确。
8．如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平。欲将黑白毛巾分离开，设每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为( )
A．μmg B．2μmg C．5μmg D．6μmg
解析：选C 根据受力平衡，黑毛巾有四个面受到摩擦力，平衡时F＝f1＋f2＋f3＋f4＝μ· eq \f(1,2)mg＋μ·2· eq \f(1,2)mg＋μ·3· eq \f(1,2)mg＋μ·4· eq \f(1,2)mg＝5μmg，故C正确。
9．如图甲所示，用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间木块静止；木块运动后改变拉力大小，使木块在t2 时刻后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线。则：当用F＝5.3 N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为__________N；若用F＝5.8 N的水平拉力拉木块时，木块所受摩擦力大小为________N。
解析：当用F＝5.3 N的水平拉力拉静止的木块时，所用拉力小于最大静摩擦力，木块所受静摩擦力大小等于拉力大小，即为5.3 N；若用F＝5.8 N的水平拉力拉木块时，木块被拉动，木块所受滑动摩擦力大小为5.1 N。
答案：5.3 5.1
eq \a\vs4\al(B)组—重应用·体现创新
10.如图所示，重物A、B叠放在水平桌面上。质量分别为m1、m2、m3的物体分别通过细线跨过定滑轮水平系在重物A、B上，已知m1>m2＋m3，A、B保持静止。现将m3解下放在物体A的上方，发现A、B仍处于静止。关于A、B间的摩擦力f1和B与桌面间的摩擦力f2的变化情况，下列说法中正确的是( )
A．f1变大，f2不变 B．f1变大，f2变大
C．f1变小，f2不变 D．f1变小，f2变大
解析：选D 开始时：A物体保持静止，水平方向上二力平衡，即向左的拉力和B物体给A物体向右的静摩擦力f1平衡，所以f1＝(m2g＋m3g)；m3解下放在物体A的上方，A仍处于静止，则水平方向上二力平衡，即向左的拉力和B物体给A物体向右的静摩擦力大小相等，即f1＝m2g；所以f1变小了。再分析B物体的受力情况：因为m1>m2＋m3，所以整个系统所受桌面给的摩擦力f2必定向左，此时f2＝(m1g－m2g－m3g)；当m3解下放在物体A的上方时，B仍处于平衡状态，水平方向上二力平衡，此时f2＝(m1g－m2g)；所以f2变大。故D正确。
11.现代的激光打印机都是自动进纸的，其进纸原理如图所示，进纸槽里叠放有一叠白纸，每一张纸的质量为m。进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上，并沿逆时针方向转动，确保第1张纸与第2张纸相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与进纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2(μ1＞μ2)，则下列说法正确的是( )
A．第1张白纸受到滚轮的摩擦力方向向左
B．最后一张白纸受到进纸槽底座的摩擦力方向向左
C．某张白纸受到上一张白纸的摩擦力方向一定向左
D．任意两张白纸之间均可能发生相对滑动
解析：选B 第1张白纸相对于滚轮有向左的运动趋势，受到滚轮的摩擦力方向向右，故A错误；对除第1张白纸外的其他白纸进行研究，它们整体处于静止状态，水平方向受到第1张白纸的滑动摩擦力，方向与滚轮的运动方向相同，则根据平衡条件可知，最后1张白纸受到进纸槽底座的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反，即水平向左，故B正确；根据题意，因上一张白纸相对下一张白纸要向右滑动，则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力方向一定向左，那么下一张白纸相对上一张白纸要向左滑动，因此下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力方向一定向右，故C错误；对第2张白纸分析，它对第3张白纸的压力等于上面两张白纸的重力及滚轮的压力，最大静摩擦力Fmax＝μ2(2mg＋F)，而受到第1张白纸的滑动摩擦力为Ff＝μ2(mg＋F)＜Fmax，则第2张白纸与第3张白纸之间不发生相对滑动，同理，第3张到最后1张白纸之间任意两张白纸都不发生相对滑动，故D错误。
12.如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，在另一端施加一水平拉力F。若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12 cm时，物体恰好做匀速运动(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，g取10 m/s2，弹簧始终在弹性限度内)。
(1)求弹簧的劲度系数；
(2)若将弹簧拉长至11 cm时，求稳定后物体受到的摩擦力大小；
(3)若将弹簧拉长至13 cm时，求物体受到的摩擦力大小；
(4)若运动过程中突然撤去拉力，求此时物体受到的摩擦力大小。
解析：(1)物体做匀速运动时，根据二力平衡有
k(x－x0)＝μmg，
则k＝ eq \f(μmg,x－x0)＝ eq \f(0.2×2×10,0.12－0.10) N/m＝200 N/m。
(2)弹力F1＝k(x1－x0)＝200×(0.11－0.10)N＝2 N，
由最大静摩擦力等于滑动摩擦力，
可得fmax＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N，
故将弹簧拉长至11 cm时物体静止，所受静摩擦力f1＝F1＝2 N。
(3)弹力F2＝k(x2－x0)＝200×(0.13－0.10)N＝6 N，
F2>fmax，
故将弹簧拉长至13 cm时，物体将运动，此时所受到的滑动摩擦力为
f2＝μFN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N。
(4)撤去拉力时，物体运动过程中受到的是滑动摩擦力，f3＝μFN＝μmg＝4 N。
答案：(1)200 N/m (2)2 N (3)4 N (4)4 N