必修1第三章 相互作用3 摩擦力综合训练题

摩擦力

【基础全面练】　　(25分钟·60分)

一、选择题(本题共6小题，每题5分，共30分)

1．下列图片中的人或物体没有利用摩擦力的是(　　)

【解析】选B。使用传送带将货物送到高处，依靠传送带给货物的静摩擦力，故A项不符合题意；乘客在竖直上升的电梯中，和电梯间没有相对运动和相对运动趋势，不满足摩擦力产生的条件，故B中没有利用摩擦力，B项符合题意；运动员跑步，脚底相对地面有向后运动的趋势，因此地面给人向前的静摩擦力，故C项不符合题意；杯子在重力的作用下，相对于手有竖直向下运动的趋势，手给杯子有竖直向上的静摩擦力，故D项不符合题意。

2.如图，P是位于水平粗糙桌面上的物块。用跨过定滑轮的轻绳将P与小盘相连，小盘内有砝码，小盘与砝码的总质量为m。在P运动的过程中，若不计空气阻力，则关于P在水平面方向受到的作用力与相应的施力物体，下列说法正确的是(　　)

A．拉力和摩擦力，施力物体是地球和桌面

B．拉力和摩擦力，施力物体是绳和桌面

C．重力mg和摩擦力，施力物体是地球和桌面

D．重力mg和摩擦力，施力物体是绳和桌面

【解析】选B。对P物块进行受力分析，水平方向受到绳对它的拉力及桌面对P的摩擦力作用，选项B正确，A、C、D错误，选B正确。

3.如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置的物理书内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(　　)

A．0.9 N　　B．1.8 N　　C．9.0 N　　D. 18 N

【解析】选B。A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，则有：f＝2μFN＝2×0.3×3 N＝1.8 N，当拉力等于摩擦力时，拉力有最小值，所以有：F＝1.8 N，故A、C、D错误，B正确。

4.(2021·扬州高一检测)如图所示，a、b、c为三个质量相同的长方形木块，叠放于水平桌面上。水平恒力F作用于木块b，三个木块以共同速度v沿水平桌面匀速移动。则在运动过程中(　　)

A．b对a的静摩擦力为

B．b对a的静摩擦力为 F

C．b对c的静摩擦力为

D．b对c的静摩擦力为F

【解析】选D。以a为研究对象，分析得知a相对于b没有运动趋势，则b作用于a的静摩擦力为零，否则a所受合力不为零，不可能做匀速直线运动，故A、B项错误；以ab整体为研究对象，整体水平方向受到拉力F和c对b的摩擦力，由于整体匀速直线运动，根据平衡条件可知，c对b的静摩擦力大小等于F，方向与F相反，则知b作用于c的静摩擦力为F，故C项错误，D项正确。

5.如图所示，质量为m1的木块和质量为m2的长木板叠放在水平地面上，现对木块施加一水平向右的拉力F，木块在长木板上滑行，而长木板保持静止状态，已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，且最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。下列说法正确的是(　　)

A．木块受到的摩擦力大小为μ1(m1＋m2)g

B．长木板受到的摩擦力大小为 μ2(m1＋m2)g

C．若改变F的大小，当F>μ1(m1＋m2)g时，长木板将开始运动

D．若将F作用于长木板，长木板与木块有可能会相对滑动

【解析】选D。木块受到的摩擦力大小为μ1m1g，选项A错误；长木板受到的摩擦力大小为μ1m1g，选项B错误；若改变F的大小，当F＞μ1(m1＋m2)g时，木块加速，但木块与长木板的滑动摩擦力不变，故长木板与地面间的静摩擦力也不变，故长木板不会运动，选项C错误；若将力F作用在长木板上，木块受长木板的作用力等于二者间的滑动摩擦力时，再增加F，长木板与木块会相对滑动，选项D正确。综上本题选D。

6.(2021·咸阳高一检测)如图所示，在研究摩擦力的实验中，通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F，小桶的质量忽略不计，则小物块A所受的摩擦力Ff随拉力F的变化关系是(　　)

【解析】选B。当F较小时，小车不动，与A间是静摩擦力，随着F的增大而增大，当F达到最大静摩擦力后车滑动，与A间是滑动摩擦力，比最大静摩擦力稍小，之后F增大，摩擦力不变。

二、计算题(本题共2小题，共30分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)

7.(14分)如图所示，一块装有磁铁的黑板擦静止在竖直放置的磁性黑板上，设黑板擦与磁性黑板间的吸引力恒为F，黑板擦与磁性黑板之间的动摩擦因数为μ，黑板擦的质量为m，重力加速度为g。求：

(1)黑板擦静止在磁性黑板上时所受的摩擦力大小；

(2)若给黑板擦施加一平行于黑板向上的力使它竖直向上运动，求黑板擦所受的摩擦力的大小和方向。

【解析】(1)黑板擦静止在黑板上，

由二力平衡可知f1＝mg。

(2)黑板擦在外力的作用下向上运动，

则所受的摩擦力方向向下，f2＝μFN。

在垂直于黑板的方向上FN＝F

所以：f2＝μF

方向竖直向下。

答案：(1)mg　(2)μF　方向竖直向下

8．(16分)用弹簧测力计测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数μ，如图所示两种装置。

(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，两种情况中木块A是否都一定要做匀速运动？

(2)若木块A做匀速运动，①图中A、B间摩擦力是否等于拉力Fa?

(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N，①图中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时)，Fa＝100 N，求A、B间的动摩擦因数μ。

【解析】(1)①图中只要木块A相对B滑动即可，而②图中的木块A只能做匀速运动，因为②图中，只有当木块A匀速运动时，拉力Fa才与摩擦力大小相等。

(2)①图中，木块A受上、下两个接触面摩擦力的作用，故木块A、B间的摩擦力小于拉力Fa。

(3)①图中，对木块B研究，已知F＝60 N，FN＝150 N，据F＝μFN知A、B间的动摩擦因数μ＝＝＝0.4

答案：(1)见解析　(2)小于拉力Fa　 (3)0.4

【综合突破练】　　(15分钟·40分)

9.(6分)质量为m的物体放在质量为M的物体上，它们静止在水平面上。现用水平力F拉物体M，它们仍静止不动。如图所示，这时m与M之间，M与水平面间的摩擦力分别是(　　)

A．F，F　　 B．0，0　　 C．F，0　　 D．0，F

【解析】选D。m与M静止不动，用隔离法对m分析，m受到的重力和支持力平衡，不受摩擦力，即f＝0；把m与M看成一个整体，在水平方向上受拉力和地面的摩擦力作用，根据共点力平衡条件，知M受到的摩擦力等于F，故D正确，A、B、C错误。

10.(6分)如图所示，截面为三角形的木块a上放置一铁块b，木块的竖直边靠在竖直且粗糙的墙面上，现用竖直向上的作用力F推动木块与铁块一起向上匀速运动，运动过程中铁块与木块始终保持相对静止，则下列说法正确的是(　　)

A．木块a与铁块b间一定存在摩擦力

B．木块与竖直墙面间一定存在水平弹力

C．木块与竖直墙面间一定存在摩擦力

D．竖直向上的作用力F的大小一定大于铁块与木块的重力之和

【解析】选A。隔离铁块b，因其匀速运动，故铁块b受重力、斜面对它的垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力，A正确。将a、b看作一个整体，竖直方向：F＝Ga＋Gb，D错误。a、b整体水平方向不受力，故木块与竖直墙面间不存在水平弹力，没有弹力也就没有摩擦力，B、C错误。

11．(6分)(多选)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、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2，则(　　)

A.第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左

B．最下面一张白纸受到纸槽底座的摩擦力向右

C．下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右

D．正常情况下单张白纸依次打印必须满足μ1>μ2

【解析】选C、D。第1张白纸相对于滚轮的运动趋势方向与滚轮的运动方向相反，则受到滚轮的静摩擦力与滚轮的运动方向相同，即受到滚轮的摩擦力向右，故A项错误；对除第1张白纸外进行研究，其他白纸均处于静止状态，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下面1张白纸受到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项错误；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一定向右，故C项正确；要想保证单张白纸依次打印，必须满足滚轮与白纸之间的摩擦力要大于白纸与白纸之间的摩擦力，则有μ1>μ2，故D项正确。

12.(22分)如图所示，A物块的质量为2 kg，放在粗糙的水平木板B上，木板B的质量为3 kg，一劲度系数为150 N/m的轻弹簧一端连着A，另一端固定，一开始弹簧处于原长。 g取10 m/s2：

(1)现用F ＝10 N的水平力向右拉木板B，没拉动，求此状态 A物块受到的摩擦力。

(2)增大水平力F使木板从A下方向右缓慢抽出，在抽出的过程中弹簧伸长了0.04 m后保持不变，求物块A与木板B之间的动摩擦因数。

(3)若木板B与水平地面之间的动摩擦因数为0.4，要想使木板从A下方向右抽出，水平力F至少为多大。

【解析】(1)由于A保持静止，对A受力分析得到合力为零，弹簧处于原长，水平方向合力为0；所以A物体受到的摩擦力为0。

(2) 对A受力分析：F弹＝kΔx＝6 N，根据：f滑 ＝ F弹＝μN，得到：μ＝，N＝mAg＝20 N

解得μ＝0.3

(3)对B受力分析：水平方向上有：F＝ f滑＋f地

f地＝μ地N地＝μ地 (mAg＋ mBg)

联立解得 F＝26 N。

答案：(1)0　(2)0.3　(3)26 N