物理必修1第三章 相互作用3 摩擦力随堂练习题

这是一份物理必修1第三章 相互作用3 摩擦力随堂练习题，共17页。试卷主要包含了下列有关静摩擦力的说法正确的是，关于静摩擦力的说法不正确的是，33 kg的沙子时等内容，欢迎下载使用。

基础过关练
题组一 静摩擦力与最大静摩擦力
1.下列有关静摩擦力的说法正确的是( )
A.同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互平行
B.静摩擦力与压力成正比
C.静摩擦力的方向可能与运动方向垂直
D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反
2.(2019河南郑州高一上期中)关于静摩擦力的说法不正确的是( )
A.静摩擦力有最大值,说明静摩擦力的值在一定范围内是可变的
B.静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力
C.静摩擦力的方向可能与其运动方向相同
D.运动的物体可能受静摩擦力作用
3.(2019山西大学附属中学高一上期中)水平地面上一小孩用向右的水平力推箱子,箱子和地面始终相对静止,如图所示,下列说法中正确的是( )
A.箱子受到地面对它水平向右的摩擦力
B.小孩对箱子施加的水平推力是摩擦力
C.小孩水平推力增大时地面对箱子的最大静摩擦力也增大
D.小孩水平推力增大时地面对箱子的静摩擦力也增大
题组二 静摩擦力有无及方向的判断
4.(2019福建三明三地三校高一上联考)一物块放在固定斜面上,物块处于静止状态,如图所示,下列说法正确的是( )
A.物块不受摩擦力
B.物块受到沿斜面向上的摩擦力
C.物块受到沿斜面向下的摩擦力
D.物块受到水平向右的摩擦力
题组三 静摩擦力的大小
5.如图所示,静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用。已知F1=10 N,F2=2 N,则木块受到的摩擦力大小为( )
A.2 NB.10 NC.8 ND.12 N
6.(2020广东中山一中高一上期末)用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向静止,如图所示,如果握力加倍,则手对瓶子的摩擦力( )
A.握力越大,摩擦力越大
B.手越干越粗糙,摩擦力越大
C.方向由向下变成向上
D.只要瓶子不动,摩擦力大小与握力大小无关
7.如图所示,一个M=2 kg的物体放在粗糙水平面上,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个m0=0.1 kg的小桶相连。已知物体与水平面间的最大静摩擦力Fm=4.5 N,滑轮的摩擦不计,g=10 N/kg,求在以下情况中物体受到的摩擦力的大小。
(1)只挂小桶,处于静止状态时;
(2)只挂小桶,但在物体上再放一个M'=3 kg的物体时;
(3)只在桶内加入m1=0.33 kg的沙子时。
能力提升练
题组一 静摩擦力的分析
1.(2020山西太原期中,★★☆)(多选)如图所示,甲、乙两人做“拔河”游戏,两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子水平,然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,两人手掌的粗糙程度也相同,在乙托起的一端凳面上放有四块砖,下列说法中正确的是( )
A.由于甲端比较轻,甲容易将凳子拉向自己
B.谁用的力气大就可以将凳子拉向自己
C.由于乙托起的一端比较重,凳子和手之间产生较大的最大静摩擦力,乙可以将凳子拉向自己
D.拔河过程中乙的手和凳子之间不会有相对滑动,甲的手可以和凳子间有相对滑动,也可以没有相对滑动
2.(2019福建泉州高一上期末,★★☆)如图,木块a与b叠放在水平地面上,分别受到水平向右和水平向左、大小均为F的力作用,且保持静止状态,则( )
A.b对a的摩擦力方向向左
B.b对a的摩擦力大小为零
C.地面对b的摩擦力方向向右
D.地面对b的摩擦力大小为F
3.(2020湖北襄阳期中,★★☆)如图所示,水平地面上的L形木板M上放着小木块m,M与m间有一个处于伸长状态的弹簧,整个装置处于静止状态,下列说法正确的是( )
A.M对m的摩擦力方向向右
B.M对m无摩擦力作用
C.地面对M的摩擦力方向向右
D.地面对M无摩擦力的作用
4.(2019山东济南一中高一上期中,★★☆)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
题组二 应用平衡知识求解静摩擦力的大小
5.(2019浙江杭州六校高一上期中,★★☆)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示,一个机械臂将铁夹转到水平位置,然后竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则( )
A.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
B.小球受到的摩擦力与重力大小相等
C.若铁夹竖直向上匀速平移,小球受到的摩擦力变大
D.若铁夹水平向左匀速平移,小球受到的摩擦力变大
6.(2018浙江温州中学高一上期中,★★☆)如图所示,木块A、B分别重50 N和60 N,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,则木块A、B所受的摩擦力分别是 N、 N。
7.(2018安徽芜湖高一上期末,★★★)如图所示,物体a、b、c叠放在水平桌面上,Fb=5 N、Fc=10 N的力分别作用于物体b、c上,a、b、c仍保持静止。以f1、f2、f3分别表示a与b、b与c、c与桌面间的静摩擦力的大小,则f1= N,
f2= N,f3= N。
第2课时 滑动摩擦力
基础过关练
题组一 对滑动摩擦力的理解

1.(2020福建泉州泉港一中高一上期末)关于摩擦力和弹力的正确说法是( )
A.摩擦力的方向一定与弹力的方向垂直
B.两个物体之间如果有弹力,就一定有摩擦力
C.两物体间的弹力越大,摩擦力也越大
D.弹力可以是动力,摩擦力只能作阻力
题组二 滑动摩擦力的分析与计算
2.(2019广东深圳中学高一上期中)如图所示,P是位于水平粗糙桌面上的物块,用跨过光滑轻质定滑轮的轻绳将P与钩码Q相连,Q的质量为m,在P向右匀速运动的过程中,桌面上的绳子始终是水平的,重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.P所受拉力的施力物体是钩码Q,大小等于mg
B.P所受拉力的施力物体是绳子,大小等于mg
C.P所受摩擦力的方向水平向左,大小一定小于mg
D.P所受摩擦力的方向水平向左,大小一定大于mg
3.(2019重庆南开中学高一上期中)(多选)如图所示,一木块重为10 N,在F=4 N的水平拉力作用下向右以1 m/s的速度沿水平面做匀速直线运动,则下列说法中正确的是( )
A.木块与水平面间的动摩擦因数为0.4
B.若木块以2 m/s的速度向右匀速直线运动时,木块受到的摩擦力大小为4 N
C.若木块以6 m/s的速度向右匀速直线运动时,则它需要的水平拉力大于12 N
D.当用8 N的水平拉力使木块向右运动时,木块受到的摩擦力为8 N
4.(2019吉林长春外国语学校高一上期末)如图所示,轻质弹簧的劲度系数k=20 N/cm,用其拉着一个重为200 N的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)如果物体在运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力的大小。
题组三 探究影响滑动摩擦力大小的因素
5.(2018江苏扬州江都校级模拟)已知一些材料间的动摩擦因数如下:
质量为1 kg的物块放置于水平面上,现用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动此物块时,读得弹簧测力计的示数为3 N,则关于两接触面的材料可能是(取g=10 m/s2)( )
A.钢—钢B.木—木
C.木—金属D.木—冰
6.(多选)如图所示,在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则由表分析可知,下列选项正确的是( )
A.木块受到的最大静摩擦力为0.7 N
B.木块受到的最大静摩擦力可能为0.6 N
C.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小各不相同
能力提升练
题组一 滑动摩擦力的分析与计算
1.(2019广东茂名一中高一上期中,★★☆)武警战士进行体能训练,双手握住竖直杆,以下说法正确的是( )

A.他停在空中时増大握杆力,所受到的摩擦力随之增大
B.他沿杆匀速下滑时,所受到的摩擦力方向竖直向下
C.他沿杆匀速上攀时,所受到的摩擦力为滑动摩擦力
D.他沿杆匀速下滑时,所受到的摩擦力方向竖直向上
2.(2019福建师大附中高一上期中,★★☆)用如图所示的装置探究摩擦力与正压力之间关系时,当以F=4 N的拉力拉木板B向左匀速运动时,木块A静止且轻质弹簧测力计读数为1 N。假设木块A与木板B、木板B与桌面之间的动摩擦因数相等,则木块A与木板B的质量之比mA∶mB为( )
A.1B.12C.13D.14
题组二 摩擦力的突变
3.(★★☆)(多选)如图所示,斜面固定在地面上,倾角为37°。质量为m的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行,斜面足够长,取初速度v0的方向为正方向。则该滑块所受摩擦力F随时间变化的图像可能是选项图中的( )
4.(2020吉林省实验中学高一上期中,★★★)(多选)如图所示,质量为m的木块在水平拉力F作用下向右滑行。木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,木板的质量为M,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则( )
A.木块受到木板的摩擦力的大小为μ1mg,方向水平向左
B.木板受到地面的摩擦力的大小为μ1mg,方向水平向左
C.木板受到地面的摩擦力的大小为μ2(m+M)g
D.无论怎样改变F的大小,木板都不可能运动
题组三 测定动摩擦因数
5.(2020福建漳州五校高一上联考,★★☆)(多选)如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求( )
A.A、B之间的最大静摩擦力
B.水平面与B之间的滑动摩擦力
C.A、B之间的动摩擦因数μAB
D.B与水平面间的动摩擦因数μ
6.(2019浙江温州十五校联合体高一上期中,★★☆)如甲图所示把一根长20 cm的轻质弹簧上端固定,下端系一质量1 kg的木块,当木块静止时,弹簧长为25 cm;把此木块放在水平桌面上,用这个轻质弹簧水平拉它,当弹簧长为22 cm时,木块沿桌面匀速运动,如乙图。(g取10 m/s2)求:
(1)弹簧的劲度系数
(2)木块与桌面间的滑动摩擦因数。
答案全解全析
3 摩擦力
第1课时 静摩擦力
基础过关练
1.C 同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互垂直,故A错误;静摩擦力的大小与压力无关,故B错误;静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度,故C正确;静摩擦力的方向与物体运动方向无关,但一定与相对运动趋势方向相反,故D错误。
2.B 静摩擦力的最大值叫最大静摩擦力,则静摩擦力在零与最大值之间,故选项A的说法正确;物体正在从粗糙的静止不动的斜面上滑下,物体受到滑动摩擦力,而斜面也受到物体的滑动摩擦力,但斜面却是静止的,故选项B的说法错误;静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反,故选项C的说法正确;运动的物体也可能产生静摩擦力,比如汽车在上坡的路面上行驶时,车厢地板上的物体会受到静摩擦力作用,故选项D的说法正确。所以选B。
3.D 箱子受到向右的推力产生向右的运动趋势,则箱子受到地面对它水平向左的摩擦力,故A错误;小孩对箱子施加的水平推力是弹力,故B错误;推力增大,静摩擦力增大,但最大静摩擦力不变,故C错误,D正确。
4.B 物块相对于斜面有向下滑动的趋势,则物块受到沿斜面向上的静摩擦力,故B正确。
5.C 由于F1>F2,木块有向右运动的趋势,所以静摩擦力Ff方向水平向左;又由平衡有:F1-F2-Ff=0,解得Ff=F1-F2=8 N,故C正确。
6.D 瓶子保持静止,受力平衡,对瓶子受力分析,竖直方向上受重力和静摩擦力,二力平衡,因而静摩擦力大小等于重力,方向向上;握力加倍后或手越粗糙,瓶子更掉不下,依然保持静止,竖直方向上重力和静摩擦力依然平衡,静摩擦力还是等于重力,只不过手和瓶子间的最大静摩擦力增大了,故A、B错误,D正确;瓶子所受的静摩擦力的方向始终是竖直向上的,故C错误。
7.答案 (1)1 N (2)1 N (3)4.3 N
解析 (1)因为m0g=1 N(2)在物体上再放一个M'=3 kg的物体,物体仍静止,故所受静摩擦力F2=m0g=1 N。
(3)因(m0+m1)g=4.3 N能力提升练
1.CD 由图知,乙托起的一端对手的压力较大,所以乙对凳子向右的最大静摩擦力大于甲对凳子向左的最大静摩擦力,因此甲容易相对长凳滑动,即拉离,因此长凳将向右移动,即乙可以将凳子拉向自己,故C正确。拔河过程中,甲、乙向两侧拖拉的力比较小时,甲的手也可以和凳子间不发生相对滑动,故D正确。
2.A 以a为研究对象受力分析,外力F水平向右,则b对a有静摩擦力作用,方向水平向左,故A正确,B错误。以a、b整体为研究对象,由于受到水平向右和水平向左、大小均为F的力作用,两力合力为零,则b与地面没有相对运动趋势,b和地面之间没有摩擦力,故C、D错误。
3.D 对m受力分析,m受到重力、支持力、水平向右的弹力,根据二力平衡的知识知,M对m的摩擦力向左,故A、B错误;对整体受力分析,在竖直方向上重力和支持力平衡,若地面对M有摩擦力,则整体不能平衡,故地面对M无摩擦力作用,故C错误,D正确。
4.B A物体做水平方向的匀速直线运动,水平方向不受摩擦力,故选项A错误;B、C物体均有相对传送带向下滑动的趋势,则受到静摩擦力都是沿斜面向上的,故选项B正确,C、D错误。
5.B 无论是静止状态,还是匀速平移,对小球受力分析可知,在竖直方向上小球受到的重力与静摩擦力是二力平衡,可知静摩擦力与重力大小相等,方向相反,故A、C、D错误,B正确。
6.答案 8 8
解析 根据胡克定律得,弹簧的弹力F弹=400×0.02 N=8 N,因为A、B均处于静止状态,则A所受的静摩擦力大小为8 N,方向水平向右,B所受的静摩擦力大小为8 N,方向水平向左。
7.答案 0 5 5
解析 以a为研究对象,b对a的静摩擦力大小f1=0;以a、b整体为研究对象,根据平衡条件得到f2=Fb=5 N;以a、b、c整体为研究对象,根据平衡条件得f3=Fc-Fb=10 N-5 N=5 N,方向水平向左。
第2课时 滑动摩擦力
基础过关练
1.A 摩擦力的方向一定与弹力的方向垂直,故A正确;两个物体之间如果有弹力,还必须接触面粗糙以及两物体间有相对运动或者相对运动的趋势才会有摩擦力,故B错误;两物体间的弹力越大,摩擦力不一定越大,例如两物体之间是静摩擦力时,摩擦力大小与两物体之间的弹力大小无关,故C错误;摩擦力可以作阻力,也可以是动力,故D错误。
2.B P所受拉力的施力物体为绳子,大小等于钩码的重力mg,故A错误,B正确。P所受到的摩擦力方向与拉力方向相反,即向左,根据二力平衡的关系可知,其大小一定等于mg,故C、D错误。
3.AB 重为10 N的木块在F=4 N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动,则f=F=4 N、FN=G=10 N,所以木块与水平面间的动摩擦因数μ=fFN=410=0.4,故A正确。木块以不同的速度向右做匀速运动,木块受到的滑动摩擦力f=4 N不变,拉力F=f=4 N不变,故B正确,C错误。当用8 N的水平拉力使木块向右运动时,木块受滑动摩擦力f=4 N不变,故D错误。
4.答案 (1)0.4 (2)80 N
解析 (1)由F=kx=μFN,FN=G知
μ=kxG=20×102×4×10-2200=0.4
(2)物体所受的摩擦力大小不变,为Ff=μFN=0.4×200 N=80 N。
5.B 物体匀速运动时拉力F=f,滑动摩擦力f=μFN =μmg,解得μ=0.3,故选B。
6.BC 第一次和第二次实验都没有拉动木块,说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力,第三次实验时,木块做加速运动,说明拉力已经大于最大静摩擦力Fm,因此可知,最大静摩擦力范围0.6 N≤Fm<0.7 N,故A错,B对。滑动摩擦力与运动情况无关,因此第三、四、五次的摩擦力大小相等,故C对,D错。
能力提升练
1.D 战士停在空中时增大握杆力,所受到的静摩擦力仍等于重力,大小不变,故A错误;战士用双手握住竖立的杆匀速滑下时,由二力平衡可知,受到的滑动摩擦力向上,且 f下=G,故B错误,D正确;战士用双手握住竖立的杆匀速上攀时,由二力平衡可知,受到的静摩擦力向上,且f上=G,故C错误。
2.B 木块A受到的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力二力平衡,则μmAg=1 N;木块A对木板B的滑动摩擦力大小为μmAg,方向为水平向右;地面对木板B的滑动摩擦力为μ(mA+mB)g,方向为水平向右;由B受力平衡可知F=μmAg+μ(mA+mB)g=4 N,解得mA∶mB=1∶2,故B正确。
3.BC 滑块上升过程中受到沿斜面向下的滑动摩擦力作用,为负值,设为-F;当滑块的速度减为零后,滑块可能沿斜面向下滑动,滑动摩擦力沿斜面向上,为正值;当滑块的速度减为零后,滑块可能静止不动,为静摩擦力(略大于F),方向为沿斜面向上,也为正值,故B、C正确。
4.ABD 分析木块受力可知,木块受到木板的摩擦力方向水平向左,大小为f=μ1FN=μ1mg,故A正确;分析木板受力知,木板在水平方向受到木块给它的滑动摩擦力的作用和地面给它的静摩擦力的作用,两者平衡,所以长木板受到地面的摩擦力的大小一定是μ1mg,故B正确,C错误;由于木板不动,可以知道 μ1mg<μ2(m+M)g,无论怎样改变F的大小,以上关系总成立,所以木板都不可能运动,D正确。
5.AB 0~t1时间内,A物体不受水平拉力,说明水平面对B物体的静摩擦力没有达到最大值,t1~t2时间内力传感器的示数逐渐增大,说明水平面对B物体的静摩擦力达到最大值,B对A有向右的静摩擦力,t2时刻后力传感器的示数不变,说明B相对A向右运动,A物体受到滑动摩擦力,则t2时刻A、B之间的静摩擦力达到最大值,且为 fmax=k(t2-t1),故选项A正确。由于B运动后A静止不动,则A、B间有滑动摩擦力,等于k(t2-t1),水平面与B之间的滑动摩擦力f=kt2-k(t2-t1)=kt1,故选项B正确。由于A对B的压力不能求出,所以不能求出A、B之间的动摩擦因数μAB,故选项C错误。B对水平面的压力求不出来,因此不能求出B与水平面间的动摩擦因数,故选项D错误。
6.答案 (1)200 N/m (2)0.4
解析 (1)当弹簧上端固定时,根据胡克定律得: F1=mg=k(l1-l0),得出:k=mgl1-l0=100.25-0.20 N/m=200 N/m;
(2)木块沿桌面匀速运动时,弹簧对物块的拉力的大小F2=k(l2-l0)=200×(0.22-0.20)N=4 N;
由二力平衡得:F2=μmg
解得:μ=0.4。
材料
钢—钢
木—木
木—金属
木—冰
动摩擦因数
0.25
0.30
0.20
0.03
实验次数
小木块的运动状态
弹簧测力计读数(N)
1
静止
0.4
2
静止
0.6
3
直线加速
0.7
4
匀速直线
0.5
5
直线减速
0.3