人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用3 摩擦力习题

这是一份人教版 (新课标)必修1第三章 相互作用3 摩擦力习题，共8页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
章末综合检测一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分)1．下列关于力的说法正确的是(　　)A．力是物体对物体的作用，所以发生力的作用必须相互接触B．物体受到的重力是地球施加的，物体只在重心处受到重力作用C．弹力是发生形变的物体在恢复原状的过程中对与它接触的物体所发生的作用D．静摩擦力是静止的物体受到的，滑动摩擦力是运动的物体受到的【解析】　不接触的物体间也可发生力的作用，如相互靠近的两个磁极之间的磁力作用，A错误；物体各部分均受重力作用，重心是物体所受重力的等效作用点，B错误；由弹力的产生条件可知，C正确；静摩擦力发生在相对静止的物体之间，而物体本身可以是运动的，滑动摩擦力发生在相对滑动的物体间，受滑动摩擦力的物体可以是静止的，故D错误．【答案】　C2. 如右图所示，P是位于水平的粗糙桌面上的物块．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】　由力学知识可以看出拉力的施力物体是绳，摩擦力的施力物体是桌面，重力的施力物体是地球，故选项B正确．【答案】　B3. 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F＝1 N的水平拉力作用在木块B上，如上图所示，力F作用后(　　)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】　由题意可得B物体的最大静摩擦力fmax＝μN＝0.25×60 N＝15 N，弹簧的弹力F弹＝kx＝400×0.02 N＝8 N，B物体受到向右的合力F弹＋F＝9 N<fmax，故B物体仍静止．由平衡条件可得木块B受到的摩擦力fB＝F弹＋F＝9 N，A物体受到的摩擦力fA＝F弹＝8 N，故C正确，A、B、D错误．【答案】　C4．如下图所示，将两弹簧测力计a、b连接在一起，当用力缓慢拉a弹簧测力计时，发现不管拉力F多大，a、b两弹簧测力计的示数总是相等，这个实验说明(　　)A．这是两只完全相同的弹簧测力计B．弹力的大小与弹簧的形变量成正比C．作用力与反作用力大小相等、方向相反D．力是改变物体运动状态的原因【答案】　C5．探究弹力和弹簧伸长的关系时，在弹性限度内，悬挂15 N重物时，弹簧长度为0.16 m；悬挂20 N重物时，弹簧长度为0.18 m，则弹簧的原长L0和劲度系数k分别为(　　)A．L0＝0.02 m　k＝500 N/mB．L0＝0.10 m　k＝500 N/mC．L0＝0.02 m　k＝250 N/mD．L0＝0.10 m　k＝250 N/m【解析】　由F＝kΔx可得15＝k(0.16－L0)和20＝k(0.18－L0)联立得L0＝0.10 m，k＝250 N/m，D对．【答案】　D 6. A、B、C三物块的质量分别为M、m和m0，作如图所示的连接．绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计．若B随A一起沿水平桌面做匀速运动，则可以断定(　　)A．物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0gB．物块A与B之间有摩擦力，大小为m0gC．桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相同D．桌面对A、B对A都有摩擦力，两者方向相反【答案】　A7．运动员双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑时，他所受的摩擦力分别是f上和f下，那么它们的关系是(　　)A．f上向上，f下向下，f上＝f下B．f上向下，f下向上，f上>f下C．f上向上，f下向上，f上＝f下D．f上向上，f下向下，f上>f下【解析】　由题意知，运动员向上、向下都是匀速，只受重力和摩擦力作用，故二力平衡，摩擦力总是向上，且大小都等于运动员的重力．【答案】　C8．如右图所示，木块放在水平地面上，在F＝8 N 的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1 m/s，则下列说法中正确的是(　　)A．以1 m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力为8 NB．当木块以2 m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力小于8 NC．当水平拉力F＝20 N时，木块受到的摩擦力为20 ND．将水平拉力F撤去，木块速度越来越慢，是因为木块受到的摩擦力越来越大【解析】　竖直方向上木块的重力与地面对木块的支持力始终平衡．水平方向上木块向右匀速直线运动时，拉力F与滑动摩擦力f平衡，故f＝F＝8 N，且滑动摩擦力方向向左．当F＝20 N时，因木块对地面的压力的大小和接触面的粗糙程度均没有变化，故滑动摩擦力不变，仍为8 N．注意此时F>f，木块向右做加速运动．同理，当木块速度为2 m/s或者木块速度越来越慢时，滑动摩擦力的大小仍为8 N．故答案应选A.【答案】　A9. 一铁块m被竖直悬挂着的磁性黑板紧紧吸住不动，如右图所示，下列说法错误的是(　　)A．铁块受到四个力作用，其中有三个力的施力物体均为黑板B．铁块与黑板间在水平方向有两对相互作用力——互相吸引的磁力和互相推斥的弹力C．磁力和弹力是互相平衡的力D．磁力大于弹力，黑板才能吸住铁块不动【解析】　对铁块进行受力分析可知：铁块受重力，黑板产生的弹力、摩擦力和磁力四个力作用．除了重力以外，其余三个力的施力物体均是黑板，在水平方向上铁块受到两个力作用，即磁力和弹力，这两个力是平衡力，这两个力产生两对相互作用，即产生铁块与黑板间的相互吸引的磁力和相互挤压的弹力，故选项A、B、C说法均正确．【答案】　D10．如下图所示，水平传送带上放一物块，当传送带向右以速度v匀速传动时，物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态，此时弹簧的伸长量为Δx；现令传送带向右加速到2v，这时的弹簧的伸长量为Δx′.则关于弹簧前、后的伸长量，下列说法中正确的是(　　)A．弹簧伸长量将减小，即Δx′<ΔxB．弹簧伸长量将增加，即Δx′>ΔxC．弹簧伸长量在传送带向右加速时将有所变化，最终Δx′＝ΔxD．弹簧伸长量在整个过程中始终保持不变，即始终Δx′＝Δx【解析】　弹簧弹力与传送带的滑动摩擦力是一对平衡力，而滑动摩擦力的大小始终与相对速度大小无关．【答案】　D二、非选择题(本题共5个小题，共60分)11．(10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，有如下图所示的两种装置．(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，甲图中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，图甲中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时)，FA＝110 N，求A、B间的μ.【解析】　(1)甲图中只要木块A相对B滑动即可，而乙图中的木块A只能做匀速运动，因为乙图中，只有当木块A匀速运动时，拉力FA才与摩擦力大小相等．(2)图甲中，木块A受上、下两个接触面上摩擦力的作用，故木块A、B间的摩擦力小于拉力FA.(3)图甲中，对木块B研究，已知f＝60 N，N＝150 N，据f＝μN知：A、B间的摩擦因数μ＝＝＝0.4【答案】　见解析12．(10分)某同学在做“探究弹力和弹簧伸长的关系的实验”中，所用实验装置如下图所示，所用的钩码每只质量都是30 g．他先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在弹簧的下端，每次都测出相应的弹簧总长度，并将数据填在下表中．(实验中弹簧始终未超过弹性限度，取g＝10 m/s2)钩码质量(g)0306090120150弹簧总长(cm)6.007.008.009.0010.0011.00试根据这些实验数据在给定的坐标纸上作出弹簧所受弹力大小跟弹簧总长之间的函数关系的图线．写出该图线的数学表达式F＝________；图线跟横轴的交点的物理意义是________；该弹簧的劲度系数k＝________ N/m.图线延长后跟纵轴交点的物理意义是________．【解析】　先把钩码的质量换算成钩码的重力，即为相应状态下弹簧的弹力，然后用描点法作图，如图．图线与横轴交点表示弹力为零时弹簧的长度，即弹簧的原长，为6×10-2 m．在图线上任取两点，由ΔF=kΔx得，k= =  N/m=30 N/m，故F=k(L-L0)=30(L-6×10-2)=30L-1.8图线延长后跟纵轴交点表示弹簧长度为5×10-2 m时应施加的压力大小为0.3 N.【答案】30L－1.8　弹簧的原长　30　弹簧长度为5×10－2 m 时外界压力大小为0.3 N13．(10分)质量为2 kg的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5，现给物体加一个水平拉力F，物体恰在水平面上匀速运动，若在该物体运动的过程中，突然将拉力F改为大小不变，方向竖直向下的压力，这时物体受到的摩擦力的大小是多少？(g＝10 m/s2)【解析】　物体在水平拉力F的作用下匀速运动时f＝μN＝μmg，所以F＝0.5×2×10 N＝10 N当F竖直向下时，F′＝F＋mg，即F′＝10 N＋2×10 N＝30 N这时f＝μF′＝0.5×30 N＝15 N.【答案】　15 N14．(15分)某弹簧下挂一质量为2 kg的物体，弹簧的长度增加了2 cm，取下物体后弹簧恢复原状．若弹簧的伸长量为1.5 cm，弹簧下挂的物体有多重？若弹簧下挂一质量为1 000 kg的物体，还能计算出弹簧的伸长量吗？为什么？【解析】　由题意知，弹簧的劲度系数k＝＝ N/m＝980 N/m当x′＝0.015 m时，弹簧受的拉力为F′＝kx′＝980×0.015 N＝14.7 N此时，弹簧下所挂重物重力为14.7 N当弹簧下所挂质量为1 000 kg的物体时，弹簧伸长量x″＝＝ m＝10 m显然，伸长量太大，此时弹簧受力已超出弹性限度，很可能已被拉断，故不能计算出弹簧的伸长量．【答案】　14.7 N　不能　可能被拉断15．(15分)实验室中有如下器材：水平实验桌、一劲度系数为k的弹簧、木板、刻度尺、质量为m0的物体，你能设计出实验方案来测定木块与水平桌面间的动摩擦因数μ吗？如能，写出实验步骤，并推导出μ的表达式．【答案】　能．实验方法：(1)先用弹簧拉着木板在水平桌面上做匀速直线运动，并用刻度尺量下此时弹簧长度l1；(2)再将质量为m0的物体置于木板上，用弹簧拉着木板仍沿桌面匀速运动，用刻度尺量下此时弹簧长度l2；(3)由实验(1)可得：设木板质量为m，弹簧原长l0，k(l1－l0)＝μmg，由实验(2)可得：k(l2－l0)＝μ(m＋m0)g.后式减前式：k(l2－l1)＝μm0g，所以μ＝