2021学年2 摩擦力综合训练题

3.2摩擦力

1．（2020·北京高考真题）某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）

A．实验中必须让木板保持匀速运动

B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线

C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7

D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；

C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C正确；

D．根据

，

可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。

故选C。

2．（2020·北京高一期中）如图所示一辆货车拉着一个箱子在平直的公路上行驶，箱子始终相对于汽车静止，下列说法正确的是（　　）

A．若汽车加速行驶，箱子受摩擦力向后

B．若汽车匀速行驶，箱子受摩擦力向后

C．若汽车减速行驶，箱子受摩擦力向前

D．若汽车减速行驶，箱子受摩擦力向后

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

A．水平方向上，盒子仅受摩擦力作用，根据牛二定律可知，当汽车加速行驶时，加速度向前，因此箱子受摩擦力向前，故A错误；

B．当汽车匀速行驶时，合外力为零，加速度也为零，因此箱子不受摩擦力，故B错误；

CD．水平方向上，盒子仅受摩擦力作用，根据牛二定律可知，当汽车减速行驶时，加速度向后，因此箱子受摩擦力向后，故C错误，D正确。

故选D。

3．（2020·浙江省高三月考）木块甲、乙质量分别为 5kg和6kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了 2cm，弹簧的劲度系数为 400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用 F=1N 的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。力F作用后木块所受摩擦力情况是（　　）

A．木块甲所受摩擦力大小是10N

B．木块甲所受摩擦力大小是0N

C．木块乙所受摩擦力大小是9 N

D．木块乙所受摩擦力大小是7 N

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

根据题意可知甲和水平面之间的最大静摩擦力的大小为

f1=μm甲g=10N

乙和水平面之间的最大静摩擦力的大小为

f2=μm乙g=12N

根据胡克定律可知，弹簧的弹力大小为

F1=kx=400×0.02N=8N

当水平拉力作用于乙物体时，水平外力和弹簧对乙物体的作用力同向，因为F+F1＜f2，所以乙物体静止不动，根据平衡条件可知乙物体受到的静摩擦力为

f乙=F+F1=9N

对甲物体，因为F1＜f1，所以甲物体也静止不动，甲物体受到静摩擦力大小为

f甲=F1=8N

故ABD错误，C正确。
故选C。

4．在生产劳动中常遇到这样的场景，四块相同木板整齐叠放在水平地面上，工人使用、、或其中一种方式使四块木板一起水平缓慢运动，如图所示。已知地面与木板间动摩擦因数大于木板与木板间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列判断正确的是（　　）

A．若工人沿方向拖木板1，可能使四块木板一起运动

B．若工人沿方向推木板1，只要力足够大，可能使四块木板一起运动

C．若能使四块木板一起缓慢运动，可能小于

D．若能使四块木板一起缓慢运动，一定大于

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．设每块木板的质量为，木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，

当使用或方式时，以木板4为研究对象，3给4的最大摩擦力为

地面给4的最大静摩擦力

由于，所以，故4不会运动，错误；

．把四块木板当成整体，当只有作用时，有

当只有作用时，设与水平方向的夹角为，根据平衡条件有

解得

所以若能使四块木板一起缓慢运动，可能小于，也可能大于，错误正确。

故选。

5．（2020·河北省河间四中高一期末）如果担心手中的瓶子会掉下去，人们总是努力把它握得更紧一些，这样做的目的是：（　　）

A．减小瓶子的重力

B．增大手对瓶子的摩擦力

C．增大瓶子与手间的滑动摩擦力

D．增大瓶子与手间的最大静摩擦力

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

瓶子在竖直方向受重力和静摩擦力，两者相等，重力不变，所以手对瓶子的静摩擦力不变；为了防止瓶子掉下去，即努力把它握得更紧一些，即通过增大压力来增大最大摩擦力，防止重力大于最大静摩擦力而掉下去，故A、B、C错误，D正确；

故选D。

6．（2020·峨山彝族自治县第一中学高二期中）用如图所示装置研究静摩擦力，弹簧秤对物块的拉力沿水平方向，逐渐增大拉力，当拉力小于10N时，物块保持静止，等于10N时，物块刚刚开始运动。由此可知（　　）

A．物块和台面间的最大静摩擦力是10N

B．当弹簧秤的示数为5N时，物块受到的静摩擦力是10N

C．弹簧秤的示数为15N时，物块受到的摩擦力是15N

D．当弹簧秤的示数为15N时，物块受到的摩擦力是0

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

A．物体受重力、支持力、拉力和摩擦力。当拉力等于10N时，物体刚刚开始运动，说明最大静摩擦力为10N，故A正确；

B．当弹簧秤的示数为5N时，没有拉动，物体保持静止，受静摩擦力，为5N，故B错误；

CD．当弹簧秤的示数为15N时，物体加速运动，受到滑动摩擦力，滑动摩擦力约等于最大静摩擦力，为10N，故CD错误。

故选A。

7．（2020·上海高三二模）如图所示，一木块在垂直于倾斜天花板平面方向的推力F作用下处于静止状态，则物块的受力个数（　　）

A．一定为2个 B．一定为3个 C．一定为4个 D．可能2个也可能4个

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

根据平衡状态，对物块受力分析如图

物体受力个数一定为4个，ABD错误，C正确。

故选C。

8．（2020·上海高三二模）如图，在水平桌面上放置一张白纸，用杯子压住白纸。现向右 轻轻拉白纸，白纸未被拉动。下列说法正确的是（　　）

A．杯子受到向右的摩擦力 B．杯子受到向左的摩擦力

C．桌面受到向右的摩擦力 D．桌面受到向左的摩擦力

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

AB．对杯子分析可知，杯子处于静止状态，杯子相对与白纸没有运动趋势，故不受摩擦力，如果杯子受到摩擦力，则杯子水平方向受力不平衡，故AB错误；
CD．由于白纸相对于桌面有向右的运动趋势，故白纸下表面受到桌面向左的摩擦力，根据牛顿第三定律可得桌面受到向右的摩擦力，故C正确、D错误。
故选C。

9．（2020·江苏省高三一模）运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是

A． B．

C． D．

【答案】A

【解析】

【详解】

运动员在立定跳远时，脚蹬地起跳瞬间，运动员受重力、地面对人竖直向上的支持力、和地面对人向前的摩擦力，故A项正确，BCD三项错误。

10．（2020·上海市川沙中学高一期末）固定的粗糙斜面上有一个静止的木箱，某同学用平行于斜面向上的力F推木箱，但没有推动．则木箱受到的摩擦力

A．方向一定平行于斜面向上 B．方向一定平行于斜面向下

C．大小一定为零 D．大小可能为零

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

设木块的重力为G，斜面的倾角为α，若F=Gsinα，木块相对斜面没有运动趋势，不受静摩擦力；若F＞Gsinα，木块相对斜面有向上的运动趋势，静摩擦力沿斜面向下；若F＜Gsinα，木块相对斜面有向下的运动趋势，静摩擦力沿斜面向上；故ABC错误D正确。

故选D。

11．（2020·北京牛栏山一中高二期中）如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力，已知木块的质量为m，细绳与木板之间装有拉力传感器，木板质量为M（传感器的质量可忽略不计），通过手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时，弹簧测力计的示数为f，传感器的示数为F，且在该过程中木块保持静止状态，由此可知（  ）

A．木板与桌面间的滑动摩擦力大小等于F

B．木块与木板间的滑动摩擦力大小等于F—f

C．该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数

D．该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

B．木块在水平上受水平方向右的摩擦力和弹簧秤的拉力作用，由于木块静止，所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f，所以木块与木板间的滑动摩擦力大小f，B错误；

A．手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时，对于木板受到向右的拉力F，木块给木板的向左的摩擦力，大小等于f，桌面给木板向左的摩擦力，根据匀速，木板与桌面间的滑动摩擦力大小为，A错误；

C．根据滑动摩擦力公式，由于木块与木板间的滑动摩擦力大小等于f，则木板与木块之间的动摩擦因数

C正确；

D．同理，由于木板与桌面间的滑动摩擦力大小为，则木板与桌面之间的动摩擦因数

D错误。

故选C。

12．（2020·全国高一课时练习）把一个重为G的物体，用一个水平力F=kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如下图所示，从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是（　　）

A． B．

C． D．

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

由于物体所受的水平推力为，由二力平衡得，墙与物体间的压力。当F比较小时，物体受的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体间的摩擦力为滑动摩擦力，大小为

当摩擦力F等于重力G时，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力，随着摩擦力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡，故ACD错误，B正确。

故选B。

13．（2020·长春市第二十九中学高一期末）如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数，从开始以初速度沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力的作用，取向右为正方向，该物体受到的摩擦力随时间变化的图像是下列图中的（　　）

A． B．

C． D．

【答案】A

【解析】

【分析】

【详解】

开始物体受到水平向左滑动摩擦力：

物体速度减为0，外力，所以物体受到水平向右静摩擦力：

故选A．

14．（2020·通榆县第一中学高三月考）如图所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N。要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为（　　）

A．3N B．7N C．15N D．17N

【答案】B

【解析】

【分析】

【详解】

对A受力分析，当A受到的最大摩擦力往左时拉力F1最小。此时

当受到的最大摩擦力向右时，拉力F1最大。此时

所以拉力F1取值范围应该是

所以ACD错误，B正确。

故选B。

15．如图，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块相连，从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的，已知Q与P之间以及桌面之间的动摩擦因数都为μ，两物块的质量都是m，滑轮轴上的摩擦不计，若用一水平向右的力F拉P使其做匀速运动，则F的大小为（    ）

A．4μmg B．3μmg

C．2μmg D．μmg

【答案】A

【解析】

【详解】

对Q物块，设跨过定滑轮的轻绳拉力为T，木块Q与P间的滑动摩擦力f=μ•mg ，根据共点力平衡条件T=f ，则得：

T=μmg

对木块P受力分析，P水平方向受到拉力F，Q对P向左的摩擦力f，地面对P体向左的摩擦力f′，根据共点力平衡条件，有  F=f+f′+T ，地面对P物体向左的摩擦力：f′=μ•2mg ，联立解得：

F=4μmg

A．4μmg。故A符合题意。   

B．3μmg。故B不符合题意。

C．2μmg。故C不符合题意。   

D．μmg。故D不符合题意。

16．（2020·辽宁省高一开学考试）如图所示，质量为m的工件置于水平放置的钢板C上，二者间动摩擦因数为μ，由于光滑导槽A、B的控制，工件只能沿水平导槽运动，现在使钢板以速度ν1向右运动，同时用力F拉动工件（F方向与导槽平行）使其以速度ν2沿导槽运动，则F的大小为（ ）

A．等于μmg B．大于μmg

C．小于μmg D．不能确定

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

根据摩擦力的概念，滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，木块相对木板的运动方向斜向左下方，所受木板的摩擦力斜向右上方，大小为μmg，拉力大小等于摩擦力在竖直向上的分力，C对；

17．（2020·白城市第四中学高三月考）如图所示，一辆运送沙子的自卸卡车，装满沙子．沙粒之间的动摩擦因数为μ1，沙子与车厢底部材料的动摩擦因数为μ2，车厢的倾角用θ表示（已知μ2>μ1），下列说法正确的是

A．要顺利地卸干净全部沙子，应满足tan θ=μ2

B．要顺利地卸干净全部沙子，应满足sin θ>μ2

C．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>tan θ>μ1

D．只卸去部分沙子，车上还留有一部分沙子，应满足μ2>μ1>tan θ

【答案】C

【解析】

【分析】

【详解】

假设最后一粒沙子，所受重力沿斜面向下的分力大于最大静摩擦力时，能顺利地卸干净全部沙子，有，B对；若要卸去部分沙子，以其中的一粒沙子为研究对象，，C对；

18．如图所示，物块在静止的传送带上匀速下滑时，传送带突然顺时针（图中箭头所示）转动起来，则传送带转动后，下列说法正确的是（    ）

A．受的摩擦力不变

B．受到的摩擦力变大

C．可能减速下滑

D．可能减速上滑

【答案】A

【解析】

试题分析：开始物块受到的是滑动摩擦力，大小为，皮带转动起来后，物体仍受到的是滑动摩擦力，大小 仍为，因此受到的摩擦力大小方向都不变，物体仍匀速下滑，A正确，BCD错误．

考点：滑动摩擦力

19．（2020·全国高一课时练习）关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法错误的是(　　)．

A．摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同

B．静摩擦力的方向不一定与运动方向共线

C．受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动

D．静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力

【答案】D

【解析】

【分析】

【详解】

摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同，也可能与物体运动方向相反，选项A正确； 静摩擦力的方向不一定与运动方向共线，也可能成一定角度，例如在水平转台上靠摩擦力做圆周运动的物体，选项B正确；运动的物体和静止的物体都可能受到静摩擦力或滑动摩擦力的作用，例如货物在传送带上向高处运动时，货物受静摩擦力但不静止；正在地面上滑行的物体，地面受到是滑动摩擦力，而地面是静止的，选项C正确；静摩擦力和滑动摩擦力都可能是阻力，也可能是动力，选项D错误；此题选择错误的选项，故选D.

【点睛】

提到摩擦力不忘相对两个字，解摩擦力与相对运动或相对运动趋势的方向相反，总是阻碍物体间的相对滑动或相对滑动趋势，注意受到静摩擦力和滑动摩擦力与运动状态无关．

20．（2020·哈尔滨市第一中学校高二期末）如图在水平力F的作用下，重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力大小为（　　）

A． B． C． D．

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】

由题意可知物体沿竖直墙壁下滑，则受到是滑动摩擦力，则有

又由于物体匀速下滑，则有

故A、D正确，B、C错误；

故选AD。

21．（2020·北京高一期末）在“探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的关系”实验中，老师提供了两个实验方案：

方案一：如图1所示，用弹簧测力计拉着木块A在长木板B上滑动。

方案二：如图2所示，将弹簧测力计一端固定在P点，另一端连接木块A，木块放在长木板B上，拉动长木板B。

方案一和方案二都是用弹簧测力计示数表示木块所受滑动摩擦力的大小。下列说法正确的是（　　）

A．方案一中木块必需做匀速运动

B．方案一中木块可以做变速运动

C．方案二中木板必需做匀速运动

D．方案二中木板可以做变速运动

【答案】AD

【解析】

【分析】

【详解】

AB．方案一中，木块A受到拉力和滑动摩擦力，而弹簧测力计显示的是拉力大小，故要使得弹簧测力计示数表示木块所受滑动摩擦力的大小，必须拉力和摩擦力相等，即木块合力为零，做匀速直线运动，A正确B错误；

CD．方案二中，木块A与弹簧测力计固定不动，即相对地面处以静止状态，根据二力平衡，测力计示数等于A受到的摩擦力，无论木板如何运动，只要保证木块A与弹簧测力计固定不动即可，故木板可以做变速运动，C错误D正确。

故选AD。

22．（2020·北京高一期末）在“探究滑动摩擦力的大小与压力、接触面粗糙程度之间的关系”实验中，某实验小组先保持木块与木板间接触面的粗糙程度不变，通过改变砝码个数来改变压力，分别记录弹簧测力计的示数及对应的压力；然后改变接触面的粗糙程度，重复上述实验。根据实验数据，作出f－FN图像，如图所示。由图像可知（　　）

A．对于同一接触面，是一个定值

B．对于不同接触面，值不同

C．图像①对应的接触面更粗糙

D．图像②对应的接触面更粗糙

【答案】ABC

【解析】

【分析】

【详解】

AB．单独看①或者②，图线的斜率，从图中可知图线斜率恒定，即表示对于同一接触面，是一个定值，A正确；

B．比较①②两图线，两图线的斜率不同，而这两个图线是在不同接触面上实验得到的，所以可知对于不同接触面，值不同，B正确；

D．图中红虚线与①②的交点，表示在正压力相同的情况下对应摩擦力的大小，从图中可知在正压力相同时，①的摩擦力大，故①的接触面更粗糙，C正确D错误。

故选ABC。

23．（2019·河南省高一期中）如图所示，一重为40N的木块原来静止在水平桌面上，某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用，其中F1=13N，F2=6N.已知木块与地面间的动摩擦因数为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）木块所受的摩擦力的大小和方向。

（2）当只将F1撤去时，木块受到的摩擦力的大小和方向。

（3）若撤去的力不是F1而是F2，求木块受到的摩擦力的大小和方向。

【答案】（1）7N，方向水平向左。（2）6N，方向向右。（3）8N，方向向左。

【解析】

【详解】

（1）最大静摩擦力fm=μN=0.2×40=8N；

因为物体处于静止状态，所受的合力为零，由于F1＞F2，故静摩擦力向左，大小为

f=F1-F2=13-6N=7N。

（2）当只将F1撤去时，物体在F2的作用下仍然处于静止，则

f=F2=6N

方向向右。

（3）最大静摩擦力等于滑动摩擦力的大小，则

fm=μG=0.2×40N=8N

因为F1＞fm，所以物体将滑动，所受的摩擦力为滑动摩擦力。

f=μG=8N

方向向左。

24．（2020·济南市历城第二中学高三月考）如图所示，一本大字典置于桌面上，一张A4纸(质量和厚度均可忽略不计)夹在字典最深处．假设字典的质量分布均匀，同一页纸上的压力分布也均匀，字典总质量M=1.5kg, 宽L=16cm,高H=6cm，A4纸上下表面与书页之间的动摩擦因数均为μ1 = 0.3，字典与桌面之间的动摩擦因数为μ2，各接触面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，水平向右拉动A4纸，当A4纸夹在字典中离桌面的高度h为2cm时，字典恰好能被拖动．重力加速度g取10m/s2，求：

(1)字典与桌面之间的动摩擦因数μ2；

(2)若将A4纸夹在字典最深处，且离桌面高度为3cm，用水平向右的拉力F将A4纸从字典中匀速抽出，写出拉力F与A4纸位移x的函数表达式(在抽出A4纸的过程中，只有与A4纸上方重叠部分的字典才对A4纸有压力)．

【答案】(1)；（2）；

【解析】

字典刚好被拖动时，字典与A4纸间，及与桌面之间均达到最大静摩擦力．由平衡态求解动摩擦因数；若将A4纸夹在字典最深处，且离桌面高度为3cm时，字典保持静止，然后通过正压力与位移x的关系，求拉力F与A4纸位移x的函数表达式．

(1)字典刚好被拖动，A4纸对字典的摩擦力

而

代入数据得

(2)A4纸夹在离桌面的高度为3cm处，高于2cm，所以字典拖不动，

当A4纸抽出位移为x时，纸上放压力

此时A4纸受到的拉力大小

即