高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力作业课件ppt

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题组一　判断摩擦力的有无与方向1.如图所示,把手掌压在水平桌面上的白纸上,使白纸和手一起向前移动,以下关于摩擦力的判断错误的是(　　)A.手掌受到的摩擦力是静摩擦力B.手掌受到的摩擦力是滑动摩擦力C.白纸上表面受到的摩擦力方向与白纸运动的方向相同D.白纸下表面受到的摩擦力方向与白纸运动的方向相反
解析 由于白纸和手一起向前移动,两者之间无相对运动,手掌受到的摩擦力是静摩擦力,故A正确,B错误;由于手向前移动,白纸受到手的摩擦力向前,即白纸上表面受到的摩擦力方向与白纸运动的方向相同,故C正确;白纸下表面受到桌面的摩擦力,阻碍白纸向前运动,所以白纸下表面受到的摩擦力方向与白纸运动的方向相反,故D正确。
2.电动自行车依靠后轮的电机驱动行驶,在加速骑行的过程中,后轮受到地面的摩擦力为Ff1,断开电源后,电动自行车靠惯性继续前行,后轮受到地面的摩擦力为Ff2,则下列说法正确的是(　　)A.Ff1的方向向前,Ff2的方向向后B.Ff1的方向向后,Ff2的方向向前C.Ff1的方向向后,Ff2的方向向后D.Ff1的方向向前,Ff2的方向向前
解析 电动自行车依靠后轮的电机驱动行驶,在加速骑行的过程中,后轮会向前加速转动,说明后轮相对于地面有向后的转动趋势,摩擦力方向与运动趋势方向相反,则摩擦力方向向前;断开电源后,电动自行车靠惯性继续前行,后轮相对于地面有向前的转动趋势,则摩擦力向后,故选A。
3.自行车的机械碟刹可以让车辆拥有更好的制动性,在同样的刹车过程中,碟刹有更高的稳定度和灵活性,使刹车距离更短,提供更大的安全性。碟刹由碟刹器与碟刹片间的摩擦力实现制动。在一次缓慢刹车的过程中,下列有关机械碟刹说法正确的是(　　)
A.碟刹器与自行车相对静止,碟刹器受到的是静摩擦力B.碟刹器上受到的摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相同C.碟刹器夹住碟刹片的力越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大D.自行车骑行速度越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大
解析 碟刹器与碟刹片相对运动,碟刹器受到的是滑动摩擦力,故A错误;碟刹器上受到的摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相反,故B错误;碟刹器夹住碟刹片的力F越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力Ff=μF也越大,故C正确;碟刹器与碟刹片之间的摩擦力与二者间的摩擦因数和正压力大小有关,与自行车骑行速度无关,故D错误。
题组二　摩擦力大小的计算4.(多选)(2024贵州贵阳统考)魔术师将一摞扑克纸牌整齐叠放在水平桌面上,他用右手食指以竖直向下、大小为 FN的力按压最上方第 1 张牌,然后向前水平推动, 除第 1 张纸牌向前水平滑出外,其他纸牌均静止不动,假设每一张纸牌的质量均为 m,纸牌与纸牌间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力。令第1张与第2张、第2张与第3张纸牌间水平方向的作用力大小分别为 F12、F23,以此类推。重力加速度为 g,只考虑摩擦力、重力和手指向下压的力,则在第1张纸牌滑出过程中,下列关于F12和F23的判断正确的是(　　)A.F12>F23B.F12=μ(FN+mg)C.F23<μ(FN+2mg)D.F23=μ(FN+2mg)
解析 因为第1张纸牌被向前推动,即第1张纸牌和第2张纸牌之间的作用力为滑动摩擦力,即F12=μ(FN+mg),因为第2张纸牌和第3张纸牌还保持静止,所以它们间的作用力比最大静摩擦力要小,即F23<μ(FN+2mg),故选B、C。
5. 如图所示,重为500 N的沙发放在水平地面上,某同学沿水平方向推沙发,当水平推力大小为90 N时沙发恰好开始运动。沙发运动后,用75 N的水平力即可使沙发保持匀速直线运动。以下说法正确的是(　　)
A.沙发与地面之间的动摩擦因数为0.18B.若用80 N的水平力推静止的沙发,沙发所受的摩擦力大小为75 NC.若用100 N的水平力推静止的沙发,沙发所受的摩擦力大小为100 ND.若用50 N的水平力推已经运动的沙发,沙发所受的摩擦力大小为75 N
解析 沙发与地面之间的动摩擦因数为 =0.15,故A错误;由于推力小于最大静摩擦力,由平衡条件得Ff=F1=80 N,故B错误;推力大于最大静摩擦力,沙发运动,则摩擦力为滑动摩擦力,即75 N,故C错误;沙发在运动,则所受的摩擦力大小为75 N,故D正确。
6. 如图所示,放在粗糙水平桌面上的一个物体,同时受到水平方向的两个力,F1=5 N,方向向右,F2=8 N,方向向左。当F2从8 N逐渐减小到零时,物体始终保持静止,物体与桌面间摩擦力大小变化情况是(　　)A.先减小后增大B.先增大后减小C.逐渐减小D.逐渐增大
解析 由于物体始终保持静止,由平衡可知,开始时摩擦力Ff1=F2-F1=3 N,方向向右,当F2减小到5 N时,此时的摩擦力为0,F2继续减小,则摩擦力Ff2=F1-F2,则摩擦力增大,方向向左,所以摩擦力先减小后增大,故A正确。
题组三　摩擦力的突变
7.(多选)(2024福建福州高一期中)如图所示,一个质量为m=1 kg的木块放在水平面上,在水平向右的外力F=5 N作用下向右做匀速运动,g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　)
A.木块与水平面间的动摩擦因数为0.5B.若运动过程中突然将外力大小变为10 N,则摩擦力大小也立刻变为10 NC.若运动过程中突然将外力变为水平向左,则摩擦力大小可能不变、方向变为水平向右D.若运动过程中突然将外力撤掉,则一段时间内摩擦力大小不变
解析 木块向右做匀速运动,则有F=Ff,Ff=μmg,解得 =0.5,故A正确;若运动过程中突然将外力大小变为10 N,物体做加速运动,木块受到的滑动摩擦力大小不变,故B错误;若运动过程中突然将外力变为水平向左,物体向右做减速运动,此时运动方向不变,摩擦力方向向左,故C错误;若运动过程中突然将外力撤掉,物体做减速运动,仍受滑动摩擦力,则一段时间内摩擦力大小不变,故D正确。
8. 如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同,三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是(　　)
A.A物体受到的摩擦力方向向右B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零C.B受到的摩擦力沿传送带向下D.B、C受到的摩擦力方向相反
解析 根据题意可知,物体A在水平方向上做匀速直线运动,水平方向不受摩擦力,故A错误;根据题意可知,物体B、C均有相对传送带向下滑的趋势,由平衡条件可得,物体B、C均受到沿斜面向上的静摩擦力,大小等于mgsin θ,故C、D错误;由上述分析可知,三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零,故B正确。
9.(2024江苏连云港高一期末)如图所示,质量为m的小物块,在水平恒力F的作用下紧贴在竖直墙壁上保持静止状态。自t1时刻起F随时间均匀减小,直至t2时刻减为零,重力加速度为g,关于小物块所受摩擦力Ff大小随时间t变化的图像,下列选项可能正确的是(　　)
解析 开始时小物块静止,摩擦力等于重力,随着F的逐渐减小,小物块的最大静摩擦力也减小,当小于重力时突变为滑动摩擦力,而且滑动摩擦力小于最大静摩擦力,根据Ff=μF可知Ff与F成正比,且逐渐减小到零,选项B正确。
10. 试卷读卡器的原理可简化成如图所示的模型,搓纸轮与答题卡之间的动摩擦因数为μ1,答题卡与答题卡之间的动摩擦因数为μ2,答题卡与底部摩擦片之间的动摩擦因数为μ3,正常情况下,读卡器能做到每次只进一张答题卡。搓纸轮沿逆时针方向转动,带动第一张答题卡向左运动,下列说法正确的是(　　)
A.第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力方向向右B.后一张答题卡受到前一张答题卡的摩擦力方向向右C.最后一张答题卡受到摩擦片的摩擦力方向向左D.读卡器正常工作时,必然有μ1>μ2
解析 由于摩擦力的存在,搓纸轮带动答题卡向左运动,故第一张答题卡受到搓纸轮的摩擦力向左,故A错误;第一张答题卡向左运动,故第二张答题卡相对第一张答题卡向右运动,第二张答题卡受到第一张答题卡向左的摩擦力,故B错误;将第一张上方所有答题卡看成整体,水平方向受到第一张答题卡向左的摩擦力,及摩擦片向右的摩擦力,故C错误;要保证答题卡一张一张进入,则对第一张答题卡受力分析,Ff下>Ff上,忽略一张答题卡的重力,则μ1FN>μ2FN,μ1>μ2,故D正确。
11.如图所示,质量m=2 kg的物体静置于水平面上,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于物体上,另一端施加一水平拉力F,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2。逐渐增大F,当弹簧长度为12 cm时,物体刚好被拉动。g取10 m/s2,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。
(1)求弹簧的劲度系数。(2)当将弹簧拉长到11 cm时,求物体所受摩擦力Ff1的大小。(3)当将弹簧拉长到13 cm时,求物体所受摩擦力Ff2的大小。