高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力测试题

2.摩擦力

必备知识基础练

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

2.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

3.在机场和海港,常用输送带运送旅客的行李和货物,如图所示,甲为水平输送带,乙为倾斜输送带,当行李箱m随输送带一起匀速运动时,不计空气阻力,下列几种判断正确的是(　　)

A.甲情形中的行李箱受到向右的摩擦力

B.甲情形中的行李箱受到向左的摩擦力

C.乙情形中的行李箱受到沿输送带向上的静摩擦力

D.乙情形中的行李箱受到沿输送带向下的滑动摩擦力

4.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=Ff3

C.Ff1<Ff2<Ff3 D.无法比较

5.(2022山东临沂期末)如图所示,某同学用一水平推力F将一质量为m的黑板擦挤压在竖直黑板上,黑板擦保持静止状态。最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g,下列说法正确的是(　　)

A.黑板擦所受黑板的摩擦力大小为F

B.当推力F的大小增加到2F时,黑板擦受到的摩擦力变成原来的2倍

C.当推力F的大小增加到2F时,黑板擦与黑板之间的最大静摩擦力变成原来的2倍

D.若适当减小推力,使黑板擦沿黑板向下运动,黑板擦受到的摩擦力一定等于mg

6.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

7.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。

关键能力提升练

8.如图甲所示,将力传感器固定在光滑水平桌面上。测力端通过水平轻绳与一个放在较长小车上的滑块相连。一只小桶用跨过光滑轻质定滑轮的水平轻绳与小车连接,整个装置处于静止状态。实验开始时缓慢向小桶里倒入沙子,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所示,则结合该图像,下列说法不正确的是(　　)

A.可求出小桶的重力

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.可求出滑块与小车之间的动摩擦因数

9.(多选)如图所示,水平传送带以速度v2顺时针匀速运动,质量为m的物块连接水平轻质细线,绕过光滑滑轮,下端悬挂一质量为m0的物体,某时刻物块以速度v1向右运动,物块与传送带间的动摩擦因数为μ。则关于物块m所受的摩擦力Ff,下列说法正确的是(　　)

A.若v1<v2,则Ff=μmg,方向向左

B.若v1>v2,则Ff=μmg,方向向左

C.若v1=v2,且物块m保持匀速运动,则Ff=0

D.若v1=v2,且物块m保持匀速运动,则Ff=m0g,方向向左

10.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(　　)

11.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 N

B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N

C.木块B所受摩擦力大小是9 N

D.木块B所受摩擦力大小是7 N

12.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?

2.摩擦力

1.B　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。

2.B　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。

3.C　甲情形中,因为行李箱m随输送带一起匀速运动,行李箱处于平衡状态,故行李箱在水平方向不受摩擦力,A、B错误;乙情形中,行李箱m随输送带一起匀速运动,二者处于相对静止状态,若行李箱不受摩擦力作用,则其在重力作用下减速,相对输送带具有向下的运动趋势,因此行李箱受到沿输送带向上的静摩擦力,C正确,D错误。

4.B　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。

5.C　黑板擦保持静止状态,根据二力平衡可知,其所受黑板的静摩擦力大小为mg,与推力的大小无关,选项A、B错误;当推力F的大小增加到2F时,黑板擦对黑板的压力等于2F,变为原来的2倍,最大静摩擦力与压力成正比,则变成原来的2倍,选项C正确;只有当黑板擦沿黑板向下匀速运动时,摩擦力才等于mg,选项D错误。

6.C　箱子所受最大静摩擦力Ffm=μFN=μmg=200 N<F=230 N,即箱子受滑动摩擦力Ff=μFN=200 N。

7.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=200×0.03 N=6 N。

(2)物体和地板间的滑动摩擦力大小Ff=kx2=200×0.02 N=4 N

而Ff=μFN,FN=mg,故μ==0.2。

答案 (1)6 N　(2)0.2

8.D　由题意可知,开始时力传感器示数即为小桶的重力大小,即小桶的重力大小为2 N,故A正确;5 s后,滑块相对小车滑动,则滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小约为3 N,故B正确;5 s时,小车与滑块之间的静摩擦力达到最大值3.5 N,故C正确;由于不知道滑块的重力,滑块对小车的压力不可求,则滑块与小车之间的动摩擦因数不可求,选项D错误。

9.BD　若v1<v2,则物块m相对传送带向左运动,其所受滑动摩擦力方向向右;若v1>v2,则物块m相对传送带向右运动,其所受滑动摩擦力方向向左。两种情况下物块m所受滑动摩擦力大小均为Ff=μmg,故A错误,B正确。若v1=v2,且物块m保持匀速运动,此时物块m所受细线拉力与传送带对物块的静摩擦力二力平衡,即Ff=m0g,方向向左,故C错误,D正确。

10.A　开始物体受到水平向左的滑动摩擦力Ff=μmg=0.2×1×10 N=2 N,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=1 N,故A正确,B、C、D错误。

11.C　未加水平拉力时,木块A、B均受力平衡,弹簧弹力为:F1=kx=400×0.02 N=8 N,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=0.25×60 N=15 N;木块A与地面间的最大静摩擦力为:FfAmax=μGA=0.25×50 N=12.5 N;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=1 N+8 N=9 N,方向水平向左,木块A所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为FfA=8 N,方向水平向右。综上可知C项正确。

12.解析 (1)F=0时,A所受最大静摩擦力为F静max=μmAg=8 N,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=8 N。

(2)当F=10 N时,A所受最大静摩擦力为F静max'=μ(F+mAg)=12 N,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=10 N。

(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=5 N。故所加力F的大小是5 N。

答案 (1)滑动摩擦力　8 N　(2)静摩擦力　10 N    (3)5 N