专题18 摩擦力综合（含图像）问题应用题-2024年物理中考题型专练（全国通用）

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（1）推车通过的路程；
（2）推车受到的阻力。

【答案】（1）5m；（2）60N
【解析】（1）根据公式可得推车通过的路程为
s=vt=1m/s×5s=5m
（2）推车匀速运动，所受的阻力和推力是一对平衡力，大小相等
f=F=60N
2．如图所示，质量为6kg的物体B静止在粗糙的水平地面上、（g取10N/kg）
（1）求物体B受到的重力；
（2）若用的力水平向右推物体B但没有推动，求物体B受到的摩擦力；
（3）若将物体B带到月球上，求物体B受到的月球引力。（已知地球引力是月球引力的6倍）
【答案】（1）60N；（2）5N；（3）10N
【详解】解：（1）物体B受到的重力
（2）若用的力水平向右推物体B但没有推动，物体处于静止状态，摩擦力与推力平衡，则物体B受到的摩擦力
（3）若将物体B带到月球上，物体B受到的月球引力
答：（1）物体B受到的重力为60N；
（2）物体B受到的摩擦力为5N；
（3）物体B受到的月球引力为10N。
3. 如图甲所示，放在水平地面上的物体，受到方向不变的水平拉力 F 的作用，其 F-t 和 v-t 图象分别如图乙、丙所示。求：
（1）在2-4s 内，物体受到的摩擦力；
（2）在4-6s 内，物体运动的路程；
（3）在4-6s 内，拉力对物体所做的功及功率。
【答案】（1）5N；（2）4m；（3）20J，10w。
【解析】（1）从v-t图像看出，在2-4s 内，物体做变速运动，受到的摩擦力是滑动摩擦力，
等于物体做匀速直线运动时受到的摩擦力。在4-6s 内，物体做匀速运动，这时物体受到向左的拉力从图像乙知道是F=5N，受到向右的滑动摩擦力等于f=5N。
（2）在4-6s 内，物体做匀速直线运动，从图像丙知道物体速度为v=2m/s, t=2s
根据路程公式s=vt得，在4-6s 内，物体运动的距离s=vt=2m/s×2s=4m
（3）在4-6s 内，拉力对物体所做的功W=Fs=5N×4m=20J
功率P=W/t=20J/2s=10w
4.如图所示，工人师傅用150N的力，使物体A在1min内沿水平地面匀速移动了12m，此时物体A受到水平向左的拉力为240N。求：
（1）在此过程中物体A移动的速度是多少m/s；
（2）工人师傅拉绳子的力做功的功率是多少W；
（3）该装置的机械效率η；
（4）当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A受到的摩擦力是多少N。
【答案】（1） 0.2 （2） 60 （3） 80% （4）240
【解析】物体A移动的速度v===0.2m/s
物体A移动的速度为0.2m/s。
由图可知，n=2，则绳子自由端沿移动的距离s=nsA=2×12m=24m
拉力F做的功W总=Fs=150N×24m=3600J
拉力F的功率P===60W
拉力F的功率为60W。
有用功W有=FAsA=240N×12m=2880J
该装置的机械效率η=×100%=×100%=80%
该装置的机械效率为80%。
物体沿水平方向匀速移动时处于平衡状态，物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，则物体受到的摩擦力f=FA= 240N
当物体A的速度增大到0.5m/s时，物体A对地面的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，即物体A受到的摩擦力仍是240N。
5. 如图是探究“滑动摩擦力的大小与什么因素有关”的实验。
(1)实验过程中，用弹簧测力计拉动木块A，使它沿水平方向做______运动，可得出木块A与接触面之间的滑动摩擦力大小；在图甲中，若拉力变为1.8N，则木块A所受的滑动摩擦力为______N；
(2)比较甲、乙两次实验，可知滑动摩擦力的大小与接触面的______有关；
(3)比较乙、丙两次实验，可知滑动摩擦力的大小与______有关。
【答案】 (1)匀速直线 1.2N (2)粗糙程度 (3)正压力
【解析】(1)使木块在水平方向上做匀速直线运动时，根据牛顿第一定律，可知物体处于平衡状态，所受的滑动摩擦力大小等于拉力的大小。此时若增大拉力，物体会加速运动，但物体所受的滑动摩擦力不变，仍为1.2N。
(2)比较甲、乙两次实验，压力相同，只改变了接触面的粗糙程度，可知滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
(3)比较乙、丙两次实验，粗糙程度相同，只改变了正压力的大小，故可知滑动摩擦力的大小与正压力有关。
6. 下面是岳岳探究“滑动摩擦力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)如图甲所示，将一个木块放在长木板上，用弹簧测力计沿水平方向______拉动，根据______原理可以测出木块受到的滑动摩擦力为______。
(2)如图乙所示，在木块上放一个重物，重复上面的操作，比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数可探究滑动摩擦力大小与______的关系。
(3)为了操作方便，岳岳对实验进行了如图丙所示的改进，将弹簧测力计固定，拉动木块下的毛巾，木块相对地面保持静止，这样改进后______（填“需要”或“不需要”）匀速拉动毛巾。比较甲、丙两图可得出：压力相同时，______滑动摩擦力越大。
【答案】 (1) 匀速 二力平衡 2.6 (2) 压力大小（压力） (3)不需要 接触面越粗糙
【解析】(1)实验时，将木块放在水平长木板上，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动，根据二力平衡可知，弹簧测力计计拉力大小与摩擦力大小相等，可以测出木块在木板上滑行时受到的摩擦力；由图可知弹簧测力计的示数2.6N，滑动摩擦力的大小是2.6N。
(2)在木块上放一个重物，接触面的粗糙程度不变，压力变大，比较甲、乙两图中弹簧测力计的示数可探究滑动摩擦力大小与压力大小的关系。
(3)木块处于静止状态，受到的摩擦力与测力计拉力为平衡力，木块受到木板的摩擦力大小等于弹簧测力计的读数，与毛巾的运动状态无关，所以不需要匀速拉动毛巾。
比较甲、丙两图，压力相同，丙图中接触面比较粗糙，滑动摩擦力较大，所以可以得到压力相同时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。
7. （2023四川遂宁）我国电动汽车多项技术已领跑世界。某型号的国产电动汽车所用电池电压400V，满电时能存储80 kW·h的能量，电池剩余20%的能量时需要充电（避免损伤电池）。如图，小红驾驶该型号车携家人出行发现：汽车在高速公路上通过A处时仪表显示电池剩余95%的能量，汽车以108km/h的速度匀速直线行驶30min到达B处时，仪表显示电池剩余82.5%的能量。已知全车总质量为2t。汽车在该路段受到的阻力是车重的0.03倍，请计算该车通过这段高速路时的以下各量：（g=10N/kg）
（1）汽车行驶的路程为多少km？
（2）汽车受到的牵引力是多大？
（3）汽车的能量转换效率多大？

【答案】（1）54km；（2）600N；（3）90%
【解析】（1）根据，汽车行驶的路程为
（2）汽车重力为
G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
因为汽车在匀速直线行驶，根据二力平衡可知，牵引力等于阻力，即
F=f=0.03G=0.03×2×104N=600N
（3）汽车所做的有用功
W有 =Fs=600N×54×103m=3.24×107J
汽车消耗的电能
W=(95%-82.5%)×80 kW·h=10kW·h=3.6×107J
汽车的能量转换效率
答：（1）汽车行驶的路程为54km；
（2）汽车受到的牵引力是600N；
（3）汽车的能量转换效率为90%。
8.物块A静止在粗糙程度均匀的水平桌面上，如图甲所示，物块A受到水平拉力F的作用，拉力F随时间t变化关系如图乙所示。小萍从t=0开始，每隔2s记录一次物块A的位置（用“•”表示物块A），如图丙所示.求：
（1）在6s～12s内物块所受的摩擦力；
（2）10s～14s内物块的平均速度。
【答案】6N；5.5cm/s。
【解析】（1）由图丙知，12s～18s内物块在相同时间内通过的路程相等，所以此时间内物块做匀速直线运动，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，由图乙可知此时的拉力F=6N，由二力平衡条件可得，滑动摩擦力f=F=6N；
由图丙可知，6～10s内，物块处于运动状态，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、物体间的压力大小有关，由于接触面的粗糙程度与物体间的压力都不变，所以滑动摩擦力大小不变，即6s～12s内物块所受摩擦力仍等于6N；
（2）由图丙知，10s～14s内物块的平均速度：v===5.5cm/s。
9.距离传感器是一种测量距离的仪器，它发出的超声波遇到物体后反射回传感器，传感器收到信号后自动计算出物体与传感器的距离，并显示物体的s-t图象。已知超声波在空气中的速度是340m/s。
（1）若传感器在发出信号后0.01s收到从物体反射回来的信号，物体距传感器多远？
（2）若显示物体的s-t图象如图甲，物体在0至15s的运动情况如何？为什么？
（3）另外一物体在F=10N的水平拉力作用下，沿水平地面做直线运动。传感器显示物体的s-t图象如图乙。求：在0至15s物体受到的摩擦力是多大？（写出分析过程）
z
【答案】（1）1.7m（2）物体处于静止状态。因为物体运动的路程s没有随时间t改变。
（3）10N
【解析】（1）s=vt=340×0.01÷2 m =1.7m
（2）物体处于静止状态。因为物体运动的路程s没有随时间t改变。
（3）由图可知该物体运动的路程s与t成正比，说明物体在做匀速运动，故受力平衡
则f=F=10N
10.已知小汽车的总质量为1500kg，该车以30m/s的速度作水平匀速直线运动，行驶180s，汽车在行驶过程中受到的阻力为车重的0.16倍（g=10N/kg）。求：
（1）小车行驶的距离；
（2）在此过程中汽车的牵引力。
【答案】（1）5400m（2）2400N
【解析】已知速度与行驶时间，由速度公式可以求出小车的路程．小车做匀速直线运动，处于平衡状态，由平衡条件可以求出牵引力．
（1）由v=可知，小车行驶的距离：
s=vt=30m/s×180s=5400m
（2）小车做匀速直线运动，处于平衡状态，
由平衡条件得：
F=f=0.16mg=0.16×1500kg×10N/kg=2400N
11.如图所示，一个重为G的物体放在水平地面上，在水平向右的拉力F作用下，沿水平面向右作匀速直线运动，已知G＝40N，F＝10N。
（1）求运动过程中物体受到的滑动摩擦力f的大小；
（2）我们知道，滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的。物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度，则有关系式f=μFN成立。求图中物体与地面间的动摩擦因数μ。
【答案】（1）10N（2）0.25
【解析】（1）因为物体做匀速运动，水平方向受力平衡，所以，f=F=10N
（2）当物体放在水平地面上时FN=G=40N
由f=μFN可得μ=0.25
12.某同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小，采用了如图所示的实验装置。
（1）他用弹簧测力计水平拉动木块A，应使木块A沿水平桌面做 直线运动。
（2）请你画出（1）中木块A的受力示意图，并分析说明这种运动状态下，弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依据。
【答案】（1）匀速；（2）见解析图。 由于木块A做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，所以f＝F，则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。
【解析】（1）用弹簧测力计水平拉动木块A，应使木块A沿水平桌面做匀速直线运动，这样做的目的是便于测出木块所受滑动摩擦力的大小；
（2）木块A沿水平桌面做匀速直线运动，木块A在水平方向上受拉力F和滑动摩擦力f，在竖直方向上受重力G和支持力F支，受力示意图如下图所示。
由于木块A做匀速直线运动，处于平衡状态，拉力和滑动摩擦力为一对平衡力，所以f＝F，则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。
13．一个质量为0.5千克的小球，运动过程中所受阻力的方向始终与运动方向相反，且大小为1.2牛保持不变。求：
（1）小球竖直上抛过程中受到的合力及方向；
（2）小球竖直下落过程中受到的合力及方向。
【答案】（1） 6.1N，方向竖直向下；（2）3.7N，方向竖直向下
【详解】解：（1）小球的重力为
小球竖直上抛过程中，受到的重力方向竖直向下，阻力方向竖直向下，因此受到的合力大小为
方向竖直向下。
（2）小球竖直下落过程中，受到的重力方向竖直向下，阻力方向竖直向上，因此受到的合力大小为
方向与重力方向相同，为竖直向下。
答：（1）小球竖直上抛过程中受到的合力大小为6.1N，方向竖直向下；
（2）小球竖直下落过程中受到的合力大小为3.7N，方向竖直向下。