新人教版高中物理必修第一册第三章相互作用力2摩擦力课后训练含解析

摩擦力

A组·基础达标

1．如图所示，用手向右拉毛刷，毛刷与桌面保持相对静止，则(　　)

A．毛刷静止不动不受摩擦力

B．手与毛刷间存在滑动摩擦力

C．毛刷受到桌面的静摩擦力方向向左

D．手与毛刷之间不存在相互作用力

【答案】C

【解析】用手向右拉毛刷，毛刷相对桌面静止但产生了向右的运动趋势，桌面阻碍毛刷从而施加给毛刷向左的静摩擦力，故C正确，A、B错误．手与毛刷之间存在相互作用力，故D错误．

2．(2020届广州名校期中)关于摩擦力，下列说法正确的是(　　)

A．只有静止的物体才受到静摩擦力的作用

B．正压力越大，摩擦力就越大

C．摩擦力的方向可能与运动方向相同

D．摩擦力一定阻碍物体运动

【答案】C

【解析】运动的物体也可以受到静摩擦力作用，例如随传送带一起运往高处的物体受到静摩擦力作用，故A错误；静摩擦力的大小与正压力无关，故B错误；滑动摩擦力方向与相对运动方向相反，可与运动方向相同，也可与运动方向相反，故C正确．摩擦力阻碍的是相对运动，故摩擦力可能与物体的运动方向相同，可以是动力，也可以是阻力，故D错误．

3．一重为10 N的物体静止在水平桌面上，现用2 N的水平推力向右推它但未能推动，如图所示．则此种情况下物体所受摩擦力情况是 (　　)

A．摩擦力的方向向右，大小等于2 N

B．摩擦力的方向向右，大小等于10 N

C．摩擦力的方向向左，大小等于2 N

D．摩擦力的方向向左，大小等于12 N

【答案】C

【解析】由于物体受到水平推力向右推力，但是物体没有被推动，所以物体此时受到的是静摩擦力，静摩擦力的大小和推力的大小相等，方向相反，所以摩擦力的方向向左，大小等于2 N，C正确．

4．下列判断正确的是(　　)

A．人正常行走时，鞋底受到滑动摩擦力的作用

B．特警队员双手握住竖直的竹竿匀速上爬时，双手受到的摩擦力方向向下

C．手将酒瓶竖直握住停留在空中，当增大手的握力时，酒瓶受到的摩擦力将增大

D．在冰面上洒些细土，人再走上去就不易滑到，是因为鞋底受到的最大静摩擦力增大了

【答案】D

【解析】人在正常行走时，脚相对于地面没有发生相对运动，所以脚受到的摩擦力为静摩擦力，故A错误；特警队员双手握住竖直的竹竿匀速上爬时，受力平衡，重力与摩擦力平衡，故双手受到的摩擦力方向向上，故B错误；手将酒瓶竖直握住停留在空中，平衡状态，重力等于静摩擦力，增大手的握力时，增大了酒瓶的最大静摩擦力，并没有增大酒瓶受到的摩擦力，故C错误；在结冰的水平路面上洒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的粗糙程度增加了，从而最大静摩擦力增大了，故D正确．

5．关于摩擦力，下列说法正确的是(　　)

A．一个物体可以同时受到滑动摩擦力和静摩擦力的作用

B．摩擦力的存在依赖于弹力，所以有弹力必定有摩擦力

C．运动的物体可能受到静摩擦力作用，静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用

D．摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能相反，但一定与运动方向在同一直线上

【答案】A

【解析】一个物体可以同时与多个物体接触，故可能同时受到滑动摩擦力和静摩擦力的作用，故A正确；摩擦力的存在依赖于弹力，即有摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有摩擦力，故B错误；发生静摩擦的两个物体间相对静止，相对地面可以一起运动，也可以静止；存在滑动摩擦力的两个物体间有相对滑动，相对于地面，可以有一个物体是静止的，故C错误；摩擦力的方向与物体的相对运动方向(或相对运动趋势方向)相反，与运动方向无关，存在各种可能性，如汽车转弯时提供向心力的摩擦力与运动方向相互垂直，故D错误．

6．如图所示，物体A在水平推力F的作用下靠墙保持静止不动，下列说法正确的是(　　)

A．物体受到静摩擦力的大小与推力F成正比

B．物体受到静摩擦力的大小与其重力相等

C．当F增大时，物体一定会下滑

D．物体A受到三个力的共同作用

【答案】B

【解析】物体静止，墙对物体的静摩擦力与重力平衡，与水平推力无关，即f＝mg，故A错误，B正确；当F增大时，最大静摩擦力增大，重力依然小于最大静摩擦力，所以不会下滑，故C错误；物体静止，受到外力F、重力G、向右的支持力N和向上的静摩擦力f四个力，故D错误．

7．(2021届浙江名校期中)智能机器制造是未来一个重要发展方向，其中智能机械臂已广泛应用于各种领域．如图所示，一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球，铁夹与球接触面保持竖直，则(　　)

A．若小球在空中处于静止状态，小球受到的静摩擦力方向竖直向下

B．若小球在空中处于静止状态，小球受到的摩擦力与重力大小相等

C．若小球在空中处于静止状态，增大铁夹对小球的压力，小球受到的摩擦力变大

D．若铁夹夹金属小球一起水平移动，小球受到的是滑动摩擦力

【答案】B

【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．根据平衡条件可知，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，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，C错误；若水平移动铁夹，由于小球在竖直方向受力始终平衡，且没有相对运动，故小球受到的还是静摩擦力，D错误．

8．一块质量均匀分布的长方体木块按如图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动．则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是(　　)

A．Ff甲＝Ff乙<Ff丙 B．Ff甲＝Ff丙<Ff乙

C．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙 D．Ff丙<Ff甲<Ff乙

【答案】C

【解析】由题分析知，木块与水平面间的动摩擦因数μ相同，木块对水平面的压力都等于重力，所以压力N相等，则根据公式f＝μN分析得知，滑动摩擦力相等，故C正确．

9．如图所示，一辆汽车在平直公路上行驶，车上有一木箱．试判断下列情况中，木箱所受的摩擦力及其方向．

(1)汽车由静止加速运动时(木箱与车无相对滑动)．

(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)．

(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)．

(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时．

(5)汽车在匀速行驶中突然加速，木箱在车上滑动时．

【答案】(1)静摩擦力，向前　(2)静摩擦力，向后

(3)不受摩擦力　(4)滑动摩擦力，向后　(5)滑动摩擦力，向前

【解析】(1)木箱随汽车一起由静止加速运动，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有的静止状态，因此它将相对于汽车向后滑动．而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势，所以木箱受到向前的静摩擦力．

(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际上木箱没有滑动，说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力．

(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设木箱受水平向前的摩擦力，跟木箱接触的物体只有汽车，汽车最多能对它施加两个力(支持力F1和摩擦力F2)，由二力平衡知：F1与G平衡，但没有力与F2平衡，木箱不能做匀速直线运动，这与题意矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力．

(4)汽车刹车时，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受到向后的滑动摩擦力．

(5)汽车在匀速运动过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，易知木箱受到向前的滑动摩擦力．

B组·能力提升

10．(2020届辽宁六校联考)如图所示，一个长木板放在水平地面上，在恒力F作用下，以速度v向左匀速运动，与木块A相连的水平弹簧的拉力为T，下列说法正确的是(　　)

A．木块A受到的静摩擦力的大小为T

B．木板受到的滑动摩擦力的大小为T

C．若用2F的力作用在木板上，木块A受到的摩擦力为2T

D．若木板以2v的速度匀速运动时，木块A受到的摩擦力为T

【答案】D

【解析】由题意可知，弹簧拉力为T保持不变，则弹簧长度不变，故木块A相对于地面保持静止，与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，f＝T，该摩擦力与拉力F、木板运动的速度的大小无关，A、C错误，D正确；地面可能光滑，可能粗糙，故木板受到的滑动摩擦力大小可能为T，可能比T大，B错误．

11．(多选)(2021届洛阳名校检测)在探究静摩擦力变化规律及滑动摩擦力变化规律的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节力传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻质定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部轻绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开力传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图像如图乙，则结合该图像，下列说法正确的是(　　)

A．可求出空沙桶的重力

B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小

C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小

D．可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)

【答案】ABC

【解析】t＝0时刻，力传感器显示拉力为2 N ，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由小车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A正确；t＝50 s时静摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车启动，说明沙子与沙桶总重力等于3.5 N，此时静摩擦力突变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小为3 N，B、C正确；此后由于沙子和沙桶总重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故50 s后小车将做匀加速直线运动，D错误．

12．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)作用在物体B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．A物体的质量

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

【答案】A

【解析】0～t1内，A不受水平拉力，说明水平面对B的静摩擦力没有达到最大值，t1～t2内力传感器的示数逐渐增大，说明水平面对B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A正确；根据题中的条件不能求解A物体的质量，选项B错误；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)，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D错误．

13．(多选)对如图所示的皮带传动装置，下列说法中正确的是(　　)

A．B轮带动A轮时沿逆时针方向转动

B．C轮带动D轮时沿顺时针方向转动

C．皮带上M点所受的静摩擦力方向向上

D．皮带上N点所受的静摩擦力方向可能向上，也可能向下

【答案】AC

【解析】在图甲、图乙中，若左侧轮为主动轮，当左侧轮顺时针转动时，会出现下面皮带绷紧，则A带动B；当左侧轮逆时针转动时，会出现上面皮带绷紧，则C带动D，故B错误．若右侧轮为主动轮，当右侧轮顺时针转动时，会出现上面皮带绷紧，则D带动C；当右侧轮逆时针转动时，会出现下面皮带绷紧，则B带动A，故A正确．对于图甲中皮带上M点的静摩擦力方向的判断也分两种情况讨论，若A带动B，则A带动皮带一起顺时针方向转动，M点相对B轮有向下的运动趋势，所以M点受到向上的静摩擦力；若B带动A，B逆时针转动，则M点相对B轮有向下的运动趋势，所以M点受到向上的静摩擦力，故C正确．对于图乙中的N点，同理可得，N点所受静摩擦力方向向下，所以D错误．

14．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，另一端施一水平拉力F.(g＝10 m/s2)物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)求：

(1)若当弹簧拉长到总长为12 cm时，物体恰好匀速直线运动，弹簧的劲度系数多大？

(2)若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为11 cm时，物体所受到的摩擦力大小为多少？

【答案】(1) 200 N/m　(2)2 N

【解析】(1)由题意得，物体与地面间最大静摩擦力

fmax＝μFN＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N，

物体恰好做匀速直线运动，物体所受弹力等于滑动摩擦力，即等于最大静摩擦力F1＝kx1＝fmax，即

k＝＝＝ N/m＝200 N/m.

(2)若将弹簧拉长至11 cm<12 cm时，由上可知物体静止，则摩擦力为f1＝kΔx1＝200×1×10－2 N＝2 N.