鲁科版 (2019)必修 第一册第3节 摩擦力当堂检测题

摩擦力

(建议用时：40分钟)

题组一　对摩擦力的理解

1．(2020·江苏响水中学高一期中)下列关于摩擦力的说法中，正确的是 (　　)

A．两物体间有弹力，一定有摩擦力

B．两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比

C．在两个运动的物体之间不可能存在静摩擦力

D．滑动摩擦力的方向与物体运动方向可以相同，也可以相反

D　[两物体之间有弹力时不一定有相对运动或相对运动趋势，所以不一定有摩擦力，故A项错误；滑动摩擦力的大小与正压力成正比，静摩擦力的大小与正压力无关，故B项错误；受静摩擦力作用的物体一定与相接触的物体保持相对静止，但两物体可能是运动的，在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力，故C项错误；滑动摩擦力方向与相对运动的方向相反，可能与运动方向相同，也可能与运动方向相反，还可能与运动方向不在同一直线上，故D项正确。]

2．关于摩擦力与弹力的关系，下列说法不正确的是(　　)

A．有弹力一定有摩擦力

B．有弹力不一定有摩擦力

C．有摩擦力一定有弹力

D．同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直

A　[两物体间若存在摩擦力，则两物体间一定存在弹力；而若存在弹力，不一定有相对运动或相对运动趋势，也有可能接触面光滑，不一定存在摩擦力，故A错，B、C对；弹力方向总是与接触面垂直，而摩擦力方向总是与接触面平行，故两力一定是垂直关系，D对。]

题组二　静摩擦力的有无及方向判断

3．如图所示，自行车在平直公路上匀速前进时，前后轮所受摩擦力的方向  (　　)

A．都向后

B．都向前

C．前轮向后，后轮向前

D．前轮向前，后轮向后

C　[自行车匀速前进时，由于人通过链条给后轮一个力，使后轮顺时针转动，设后轮与地面接触处光滑，则后轮应加速顺时针转动，说明后轮有相对地面向后转动的趋势，由于静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，故后轮所受静摩擦力的方向向前；前轮转动是由于前轮受到力的作用，若前轮与地面接触处光滑，则前轮就不会转动，故前轮相对地面有向前运动的趋势，其所受摩擦力向后。]

4．(2020·安徽临泉高一月考)如图所示，物体A、B叠放在物体C上，C置于水平地面上，水平力F作用于B，使A、B、C一起匀速向右运动，各接触面间摩擦力的情况是 (　　)

A．B对C有向左的摩擦力

B．C对A有向右的摩擦力

C．物体C受到三个摩擦力作用

D．C对地面有向右的摩擦力

D　[三个物体都做匀速直线运动，则所受合外力均为零，以B为研究对象，B水平方向受到向右的拉力F作用，根据平衡条件可知，C对B有向左的静摩擦力作用，因为力的作用是相互的，则B对C有向右的静摩擦力作用，故A错误；C对A没有摩擦力作用，否则A受力不平衡，不可能做匀速直线运动，故B错误；以整体为研究对象，由平衡条件可知，地面对C有向左的滑动摩擦力作用，则C对地面有向右的滑动摩擦力作用，故C受到两个摩擦力作用，故C错误，D正确。]

5．现代的激光打印机都是自动进纸的，其进纸原理如图所示，进纸槽里叠放有一叠白纸，每一张纸的质量为m。进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上，并沿逆时针方向转动，确保第1张纸与第2张纸相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1，白纸之间、白纸与进纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2(μ1>μ2)，则下列说法正确的是 (　　)

A．第1张白纸受到滚轮的摩擦力方向向左

B．最后一张白纸受到进纸槽底座的摩擦力方向向左

C．某张白纸受到上一张白纸的摩擦力方向一定向左

D．任意两张白纸之间均可能发生相对滑动

B　[第1张白纸相对于滚轮有向左的运动趋势，受到滚轮的摩擦力方向向右，故A错误；对除第1张白纸外的其他白纸进行研究，它们整体处于静止状态，水平方向受到第1张白纸的滑动摩擦力，方向与滚轮的运动方向相同，则根据平衡条件可知：最后1张白纸受到进纸槽底座的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反，即水平向左，故B正确；根据题意，因上一张白纸相对下一张白纸要向右滑动，则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力方向一定向左，那么下一张白纸相对上一张白纸要向左滑动，因此下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力方向一定向右，故C错误；对第2张白纸分析，它对第3张白纸的压力等于上面两张白纸的重力及滚轮的压力，最大静摩擦力Fmax＝μ2(2mg＋F)，而受到第1张白纸的滑动摩擦力为Ff＝μ2(mg＋F)<Fmax，则第2张白纸与第3张白纸之间不发生相对滑动，同理，第3张到最后1张白纸之间任意两张白纸都不发生相对滑动，故D错误。]

题组三　摩擦力大小的计算

6．如图所示，用大小为100 N的握力提住一个重为40 N的瓶子。瓶子竖直，始终处于静止状态。已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ＝0.5，则(　　)

A．瓶子受到的摩擦力大小为40 N

B．瓶子受到的摩擦力大小为50 N

C．当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大

D．当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小

A　[瓶子重力为40 N，处于静止状态，则瓶子受到的摩擦力大小等于重力，为40 N，故A正确，B错误；当握力再增大时，瓶子受到的重力不变，也就是摩擦力不变，故C错误；当握力逐渐减小时，导致瓶子的最大静摩擦力减小，但只要物体仍处于静止，则摩擦力大小不变，故D错误。]

7．如图所示，将棱长分别为a、2a、3a的同一个长方体木块分别以不同的方式放置在桌面上，长方体木块的各个表面粗糙程度相同。若用弹簧测力计牵引木块做匀速直线运动，示数分别为F1、F2、F3，则F1、F2、F3之比为(　　)

A．1∶1∶1　B．2∶3∶6　C．6∶3∶2　D．以上都不对

A　[滑动摩擦力的大小与接触面上的压力成正比，与接触面积的大小无关，因此尽管三种情况下的接触面积不同，但是木块对桌面的压力是相同的，又由于动摩擦因数相同，所以三种情况下木块受到的滑动摩擦力大小相同，所以保持木块匀速运动的弹簧测力计的拉力大小相等。选项A正确。]

8．(2020·深圳实验学校高一期中)三个木块a、b、c和两个劲度系数均为500 N/m的相同轻弹簧p、q用细线连接，如图所示，其中a的质量为2 kg，b、c的质量均为1 kg，a放在水平桌面上，与桌面间的动摩擦因数μ＝0.5，开始时，p弹簧处于原长，a、b间绳子松弛，木块都处于静止状态。现用水平力缓慢地向左拉p弹簧的左端，直到c木块刚好离开水平地面为止。该过程p弹簧的左端向左移动的距离是(轻弹簧和细线的质量都忽略不计，取g＝10 m/s2)(　　)

A．4 cm　　　B．8 cm　　　C．10 cm　　　D．12 cm

C　[开始未用水平力拉p弹簧时，弹簧q处于压缩状态，受到的压力等于b木块的重力，由胡克定律得，弹簧q压缩的长度为x1＝＝0.02 m。当c木块刚好离开水平地面时，弹簧q处于伸长状态，受到的拉力大小等于c木块的重力，根据胡克定律得，弹簧q伸长的长度x2＝＝0.02 m。此时，弹簧p处于伸长状态，受到的拉力等于b、c的总重力和桌面向右的摩擦力之和，则弹簧p伸长的长度为x3＝＝0.06 m，根据几何关系得，该过程p弹簧的左端向左移动的距离为x＝x1＋x2＋x3＝0.02＋0.02＋0.06 m＝0.1 m＝10 cm。]

9．如图所示，在水平地面上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3，木块1和2、2和3间分别用一原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接起来，木块1、2与水平面间的动摩擦因数为μ，木块3和水平面之间无摩擦。现用一水平恒力向右拉木块3，求当木块一起匀速运动时木块1和3间的距离(木块视为质点，施加恒力前两轻弹簧均处于原长)。

[解析]　对木块1受力分析，木块1受重力、支持力、拉力和摩擦力，根据平衡条件，有kx1＝μm1g，

对木块1和木块2整体受力分析，木块1和木块2整体受重力、支持力、摩擦力和右侧弹簧的拉力，根据平衡条件有kx2＝μ(m1＋m2)g，

木块1与木块3之间的总长度为x＝2l＋x1＋x2，

联立解得x＝2l＋。

[答案]　2l＋

10．(多选)物体C置于水平地面上，A、B由细绳通过固定在C上的定滑轮相连，C的上表面水平，整个系统处于静止状态，不计滑轮与细绳之间的摩擦，则下列说法正确的是(　　)

A．B与C之间的接触面一定是粗糙的

B．B与C之间的接触面可能是光滑的

C．C与地面之间的接触面一定是粗糙的

D．C与地面之间的接触面可能是光滑的

AD　[先对物体A进行受力分析，A受重力和拉力，由于A保持静止状态，故拉力等于A的重力；再对B进行受力分析，受重力、支持力、向左的拉力和向右的静摩擦力，则B与C之间的接触面一定粗糙，故A正确，B错误；对整体进行受力分析，整体受重力和支持力，不受摩擦力，即C与地面之间没有摩擦力，则C与地面之间的接触面可能是光滑的，也可能是粗糙的，故C错误，D正确。]

11．(多选)(2020·湖北随州一中高一上期中)如图甲、乙所示，甲图中物体P、Q叠放在水平地面上，乙图中斜面体固定不动。物体P、Q在力F作用下一起沿F方向运动，关于物体P所受的摩擦力，下列说法正确的是(　　)

甲　　　　　　　　　乙

A．如果两图中的P、Q都做匀速运动，则两图中P均受摩擦力，方向与F方向相同

B．如果两图中的P、Q都做匀速运动，则甲图中P不受摩擦力，乙图中P受摩擦力，方向和F方向相同

C．如果两图中的P、Q都做加速运动，则两图中P均受摩擦力，方向与F方向相同

D．如果两图中的P、Q都做加速运动，则甲图中P受的摩擦力方向与F方向相反，乙图中P受的摩擦力方向与F方向相同

BC　[如果两图中P、Q都做匀速直线运动，而甲中P物体不受外力作用，故甲中P没有相对于Q的运动趋势，故甲中P不受摩擦力；题图乙中P也处于平衡状态，但P的重力使P有沿斜面下滑的趋势，故Q对P有沿斜面向上的摩擦力，故P受与F方向相同的摩擦力，故A错误，B正确；如果两图中P、Q都做匀加速直线运动，则甲中P有相对于Q向右运动的趋势，故甲中P受摩擦力方向向左，方向与F方向相同；乙中P也是做加速运动，但P的重力使P有沿斜面下滑的趋势，故Q对P有沿斜面向上的摩擦力，故P受与F方向相同的摩擦力，故C正确，D错误。]

12．(多选)(2020·陕西西安电子科技大学附中高一上月考改编)如图所示，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，今用水平力F作用于B时，A、B、C均处于静止状态，则下列判断正确的是 (　　)

A．B对A的摩擦力大小等于零

B．A对B的摩擦力大小等于

C．地面对C的摩擦力大小等于F

D．B对C的摩擦力大小等于

AC　[以A为研究对象，根据平衡条件知A在水平方向上不受摩擦力作用，即B对A没有摩擦力，则A对B也没有摩擦力，A正确，B错误；以A、B、C三个物块组成的整体为研究对象，根据平衡条件知地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，C正确；以A、B组成的整体为研究对象，根据平衡条件知C对B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则B对C的摩擦力大小等于F，方向水平向右，D错误。]

13．如图所示，物体A、B的质量分别为mA＝10 kg、mB＝20 kg，A与B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当用F＝80 N的水平力向右拉轻滑轮时，B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力分别为多大？(g取10 m/s2)

[解析]　最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则A、B之间的最大静摩擦力Fmax＝μmAg＝0.3×100 N＝30 N，B与桌面间的最大静摩擦力F′max＝μ(mA＋mB)g＝0.3×300 N＝90 N；

由于水平力F＝80 N，以A为研究对象，绳子的拉力为40 N>30 N，则A受到滑动摩擦力，大小为30 N;

对B分析，水平方向拉力大小为40 N，A对B的滑动摩擦力为30 N，方向水平向右，B受水平向右的合力为70 N<90 N，则B仍处于静止状态，桌面对B的摩擦力大小为70 N。

[答案]　30 N　70 N