高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力练习

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2　摩擦力课后篇巩固提升合格考达标练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Ff,则冰道被擦刷后(　　)　　　　　　　　　　　　A.μ和Ff都增大 B.μ和Ff都减小C.μ增大,Ff减小 D.μ减小,Ff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Ff=μFN,FN=mg不变,即Ff减小。答案B2.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F=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解析开始时木块保持不动,木块受静摩擦力,根据二力平衡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;而当拉力增大到某一数值时,木块开始滑动,说明此时木块恰好达到最大静摩擦力,之后木块所受滑动摩擦力不变;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,根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力的大小,故B正确,A、C、D错误。答案B3.如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与金属小球接触面保持竖直,则(　　)A.小球受到的摩擦力方向竖直向下B.小球受到的摩擦力与重力大小相等C.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大D.若铁夹水平向右匀速移动,小球受到的摩擦力变大解析对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据二力平衡可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反,即摩擦力方向竖直向上,故A错误、B正确;增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故C错误;若水平匀速移动铁夹,则小球竖直方向仍然二力平衡,故摩擦力大小不变,故D错误。答案B4.(多选)(2021湖南永州高一期末)如图甲所示,在探究摩擦力的实验中,一人用由0逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为5 kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示,下列说法正确的是(　　)A.木箱所受的滑动摩擦力大小为15 NB.木箱所受的滑动摩擦力大小为16 NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.3D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.32解析由图乙可知,木箱受的滑动摩擦力大小为15N,最大静摩擦力大小为16N,A正确,B错误;根据Ff=μFN,FN=mg,解得木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.3,C正确,D错误。答案AC5.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.Ff1>Ff2>Ff3 B.Ff1=Ff2=Ff3C.Ff1<Ff2<Ff3 D.无法比较解析由Ff=μFN可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及正压力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B6.(2021四川雅安高一期末)物体放置在粗糙水平面上,受到两个同一直线上的推力作用而处于静止状态,其中F1=8 N,方向水平向右,F2=18 N,方向水平向左,若撤去F2,则物体受到的摩擦力为(　　)A.10 N,向左 B.10 N,向右C.8 N,向左 D.8 N,向右解析木块开始在水平方向受三个力而平衡,则有Ff=F2-F1=10N,物体处于静止状态,说明物体受到的最大静摩擦力大于或等于10N,撤去F2后,外力F1=8N,方向水平向右,其值小于最大静摩擦力,物体仍处于平衡状态,所以此时摩擦力大小为8N,方向向左,故A、B、D错误,C正确。答案C7.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,则箱子所受的摩擦力大小为(　　)A.0 B.130 N C.200 N D.500 N解析箱子所受最大静摩擦力Ffm=μFN=μmg=200N<F=230N,即箱子受滑动摩擦力Ff=μFN=200N。答案C8.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为多少?(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Ffmax=kx1=200×0.03N=6N。(2)物体和地板间的滑动摩擦力大小Ff=kx2=200×0.02N=4N而Ff=μFN,FN=mg,故μ==0.2。答案(1)6 N　(2)0.2等级考提升练9.如图所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左运动时,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=F2 B.F1>F2C.F1<F2 D.以上三种情况都有可能解析两种情况下,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A10. (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Ff的大小和方向为(　　)A.F1>F2时,Ff=F1-F2,方向水平向右B.F1<F2时,Ff=F2-F1,方向水平向右C.F2=F1时,Ff=0D.根据摩擦力计算公式可知,Ff为定值μmg解析当F1>F2时,物体有向左的运动趋势,故Ff方向为水平向右,根据平衡条件可知Ff=F1-F2,选项A正确;当F1<F2时,物体有向右的运动趋势,故Ff方向为水平向左,同理可得Ff=F2-F1,选项B错误;当F1=F2时,物体受力平衡,无相对运动趋势,故Ff=0,选项C正确;题中已知物体处于静止状态,不会有滑动摩擦力产生,计算公式不成立,选项D错误。答案AC11.(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=0 B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0 D.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BD12.(2020湖北黄冈高一月考)如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,取向右为正方向,重力加速度g取10 m/s2,该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像是下列图中的              (　　)解析开始物体受到水平向左的滑动摩擦力Ff=μmg=0.2×1×10N=2N,物体速度减为0后,F<Ff,所以物体受到水平向右的静摩擦力Ff'=F=1N,故A正确,B、C、D错误。答案A13.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0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 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。现用1 N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,施加水平拉力作用后,下列判断正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)A.木块A所受摩擦力大小是12.5 NB.木块A所受摩擦力大小是11.5 NC.木块B所受摩擦力大小是9 ND.木块B所受摩擦力大小是7 N解析未加水平拉力时,木块A、B均受力平衡,弹簧弹力为:F1=kx=400×0.02N=8N,所受静摩擦力等于弹簧的弹力;木块B与地面间的最大静摩擦力为:FfBmax=μGB=0.25×60N=15N;木块A与地面间的最大静摩擦力为:FfAmax=μGA=0.25×50N=12.5N;施加水平拉力后,对木块B有:F+F1<FfBmax,所以木块B所受摩擦力仍为静摩擦力,其大小为FfB=1N+8N=9N,方向水平向左,木块A所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为FfA=8N,方向水平向右。综上可知C项正确。答案C14.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)求:(1)F=0时由静止释放B物体,此时A受什么摩擦力?大小如何?(2)F=10 N时由静止释放B物体,此时A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=8N,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=8N;(2)当F=10N时,A所受最大静摩擦力为F静max'=μ(F+mAg)=12N,此时mBg<F静max',故A静止,A所受摩擦力为静摩擦力,大小为F静=mBg=10N。(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=5N。故所加力F的大小是5N。答案(1)滑动摩擦力　8 N　(2)静摩擦力　10 N(3)5 N