课后素养落实(十一)　摩擦力

(建议用时：40分钟)

题组一　滑动摩擦力

1．关于摩擦力产生的条件，下列说法正确的是(　　)

A．相互压紧的粗糙的物体之间总有摩擦力作用

B．相对运动的物体之间总有摩擦力作用

C．只有相互压紧并存在相对运动或有相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用

D．只有相互压紧并相对运动的物体之间才有摩擦力作用

C　[根据摩擦力产生的条件，可知选项C正确．]

2．如图所示，给物体以初速度v0后，物体开始在水平面上向右做减速直线运动，下列判断正确的是(　　)

A．物体在运动过程中受到4个力的作用

B．物体受到的摩擦力方向水平向左

C．物体受到的摩擦力大小随物体的运动速度减小而减小

D．物体受到的摩擦力大小随物体的运动速度减小而增大

B　[对物体进行受力分析，物体受到重力、支持力、滑动摩擦力三个力作用，故A错误；物体受到滑动摩擦力与相对运动方向相反，物体相对于水平面向右运动，所以物体所受滑动摩擦力方向向左，故B正确；滑动摩擦力f＝μFN，不会随物体的运动速度减小而变化，故C、D错误，故选B．]

3．如图所示，水平传送带上放一物体，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；当传送带向右的速度变为2v时，物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′．则关于弹簧两次的伸长量，下列说法中正确的是(　　)

A．弹簧伸长量将减小，即Δx′＜Δx

B．弹簧伸长量将增加，即Δx′＞Δx

C．弹簧伸长量不变，即Δx′＝Δx

D．无法比较Δx和Δx′的大小

C　[两种情况下，弹簧的弹力均等于物体受到的滑动摩擦力，根据胡克定律F＝kΔx和f＝μN＝μmg，可得Δx＝，故Δx′＝Δx，故选项C正确．]

4．如图所示，质量为m的木块在静止的质量为M的木板上向右滑行，木板与地面间动摩擦因数为μ1，木块与木板间的动摩擦因数为μ2，木板一直静止，则木板受地面的摩擦力大小为(　　)

A．μ2mg　　　　　　 B．μ1Mg

C．μ1(m＋M)g  D．μ1Mg＋μ2mg

A　[对木块受力分析，受重力、长木板的支持力和向左的滑动摩擦力，则有f1＝μ2FN，FN＝mg，故f1＝μ2mg；再对长木板受力分析，受到重力、木块对长木板向下的压力，木块对其向右的滑动摩擦力，地面对长木板的支持力及向左的静摩擦力，根据共点力平衡条件，则有：f1＝f2，因此f2＝μ2mg，故A正确，B、C、D错误．]

题组二　静摩擦力

5．下列关于静摩擦力的说法，正确的是(　　)

A．两个相对静止的物体间一定有静摩擦力作用，并且受静摩擦力作用的物体一定静止

B．静摩擦力方向总与物体的运动趋势方向相反

C．静摩擦力的大小可以用公式F＝μFN直接计算

D．在压力一定的条件下静摩擦力的大小是可以变化的，但有一个限度

D　[静摩擦力存在于相对静止的物体间，但两个相对静止的物体间不一定有静摩擦力作用，A错误；静摩擦力的方向总与物体的相对运动趋势方向相反，B错误；静摩擦力的大小由受力平衡求出，其大小随其他外力的变化而变化，C错误；在压力一定的情况下，静摩擦力的大小可以随其他力的变化而变化，但最大值由压力和接触面的粗糙程度决定，有一个限度，故D正确．]

6．(新情境题)如图，用传送带向上传送货物，货物与传送带之间没有相对滑动，则货物受到的摩擦力是(　　)

A．静摩擦力，方向沿传送带向上

B．静摩擦力，方向沿传送带向下

C．滑动摩擦力，方向沿传送带向下

D．滑动摩擦力，方向沿传送带向上

A　[货物与传送带之间没有相对滑动，所以两者之间存在静摩擦力，货物相对传送带有向下运动的趋势，所以静摩擦力方向沿传送带向上．]

7．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，设轮与地面接触处光滑，则轮应加速顺时针转动，说明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f1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，如图所示．]

匀速前进

8．如图甲所示，某同学用水平绳拉放在平台上的行李包，一直没有拉动，通过手上的弹簧测力计测出拉力F与时间t的关系如图乙所示，则行李包与地面的摩擦力的大小对应的关系图像是(　　)

A　[该同学没有拉动行李包，说明行李包与平台间的摩擦力是静摩擦力，此时静摩擦力大小等于拉力大小．]

9．(新情境题)5 L的食用油还有半桶挂在吸盘挂钩上掉不下来，说明墙壁对吸盘挂钩的摩擦力比较大．

(1)能否估算一下墙壁对吸盘挂钩的摩擦力大小．

(2)若往油桶中加油，当加到5 L时，仍挂在这个吸盘挂钩上，油桶会不会掉下来？

(已知挂钩质量可以忽略，且能承受的最大重力为50 N，g取9.8 N/kg)

[解析]　(1)一般食用油的密度

ρ＝0.8×103 kg/m3

则半桶食用油的质量为

m1＝ρV1＝0.8×103×2.5×10－3kg＝2 kg

食用油的重力

G1＝m1g＝2×9.8 N＝19.6 N

竖直方向根据二力平衡有f1＝G1＝19.6 N．

(2)5 L食用油的质量为

m2＝ρV2＝0.8×103×5×10－3kg＝4 kg

食用油的重力

G2＝m2g＝4×9.8 N＝39.2 N

竖直方向根据二力平衡有f2＝G2＝39.2 N<50 N，油桶不会掉下来．

[答案]　(1)19.6 N　(2)油桶不会掉下来

10．(多选)如图甲所示，通过一拉力传感器(能测量力大小的装置)用力水平向右拉一水平面上质量为5.0 kg的木块，A端的拉力均匀增加，0～t1时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在t2后做匀速直线运动．计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是(g取10 m/s2)(　　)

图甲　 　　　　　图乙

A．若F＝4.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f1＝4.0 N

B．若F＝6.0 N，则木块与水平面间的摩擦力f2＝6.0 N

C．木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.11

D．木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.10

AD　[由图乙可知当F＝4.0 N时，木块与水平面间的摩擦力为静摩擦力，f1＝F＝4.0 N，故A项正确；当F＝6.0 N时，木块与水平面间的摩擦力为滑动摩擦力，f2＝5.0 N，故B项错误；木块与水平面间的动摩擦因数为μ＝＝0.10，故D项正确，C项错误．]

11．如图所示，在水平桌面上放置一斜面体P，两长方体物块a和b叠放在P的斜面上，整个系统处于静止状态．若将a和b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2、f3表示．则(　　)

A．f1＝0，f2≠0，f3≠0   B．f1≠0，f2＝0，f3＝0

C．f1≠0，f2≠0，f3＝0  D．f1≠0，f2≠0，f3≠0

C　[物块a相对于b和物块b相对于P，都有沿其斜面下滑的趋势，所以a和b、b与P之间的摩擦力f1、f2不为零，把物块a和b及斜面体P看成一个整体，P与桌面之间没有相对运动的趋势，P与桌面之间摩擦力f3为零，所以选项C正确，A、B、D错误．]

12．如图所示，在水平桌面上放一个重GA＝20 N的木块，木块与桌面间的动摩擦因数为0.4，使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少？如果再在木块A上加一块重为GB＝10 N的木块B，B与A之间的动摩擦因数为0.2，那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时，对木块A的水平拉力应为多少？此时木块B受到木块A的摩擦力多大？

[解析]　未放上木块B时，

FN＝GA＝20 N

桌面对A的摩擦力为

Ff1＝μAFN＝μAGA＝0.4×20 N＝8 N

根据二力平衡条件，拉力

F＝Ff1＝8 N

加上木块B后，

F′N＝GA＋GB＝20 N＋10 N＝30 N

桌面对A的摩擦力为：

F′f1＝μAF′N＝μA(GA＋GB)＝0.4×30 N＝12 N

故拉力F′＝F′f1＝12 N

由于A、B两木块间无相对运动，所以A、B两木块间不产生摩擦力，即B受到的摩擦力Ff2＝0．

[答案]　8 N　12 N　0

13．在粗糙水平面上用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有如图甲、乙所示两种装置．

图甲　　　　　　　　图乙

(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直线运动？

(2)若木块A做匀速直线运动，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，甲图中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时)，FA＝110 N，求A、B间的动摩擦因数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必须做匀速直线运动，因为乙图中只有当木块A做匀速直线运动时，弹簧测力计的读数才与滑动摩擦力大小相等．

(2)甲图中，木块A受到上、下两个接触面摩擦力的作用，故木块A、B间的摩擦力小于拉力FA．

(3)甲图中，对木块B研究，已知f＝F＝60 N，FN＝GB＝150 N，根据f＝μFN知，A、B间的动摩擦因数μ＝＝＝0.4．

[答案]　见解析