高中物理沪科版 (2019)必修 第一册3.3 摩擦力随堂练习题

【优质】3.3摩擦力-1优选练习

一．填空题

1．重10N的物体放在水平地面上，当用2N的水平推力推它时，此物体没有动，这时物体受到的摩擦力大小为________；当用4N的水平推力推它时，此物体做匀速直线运动，这时受到的摩擦力大小为_________，物体和地面之间的动摩擦因数是__________；若改用5N的力使此物体做匀加速直线运动，这时物体受到的摩擦力大小为__________。

2．对摩擦力的理解

（1）静摩擦力：受静摩擦力的物体_______静止，只是两物体接触面保持_______。

例如：在倾斜传送带上匀速传送的物体，虽然运动，但受静摩擦力。（如图）

（2）滑动摩擦力：受滑动摩擦力的物体______运动，而是两物体发生______。

例如：把A物体抽出来，B物体受到了滑动摩擦力却没有运动。（如图）

3．为了探究静摩擦力及滑动摩擦力变化规律，某同学设计了如图甲所示的实验装置，并进行了下列实验步骤：

（1）用力传感器D测出物块A重为5.0N；

（2）将力传感器D固定在水平桌面上，小车B放在桌面上，调整小车B的上表面水平，将沙桶C用细绳通过定滑轮与小车B连接，将物块A放在小车B上，并用细绳与传感器D连接，整个装置处于静止，定滑轮以上的细绳均保持水平；

（3）逐渐向沙桶中加入沙，通过力传感器D与计算机连接，得到细绳对物块A的拉力随时间的变化关系如图乙所示。

分析以上实验数据可得：小车与物块间的最大静摩擦力大小为___________N，动摩擦因数为___________，t=___________s物块离开小车。

4．画出图中各个静止的球体A所受的弹力的示意图，各个接触面和点均光滑：

甲.____，乙. ____，丙. ____，丁. ____。

5．
如图所示，两个质量为m1的小球套在竖直放置的光滑支架上，支架的夹角为120°，用轻绳将两球与质量为m2的小球连接，绳与杆构成一个菱形，则m1∶m2为_______

6．所受重力为100N的木箱放在水平地板上，至少要用30N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用25N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动运动。由此可知：木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax=______；木箱所受的滑动摩擦力Ff=______，木箱与地板之间的动摩擦因数μ=______；如果用20N的水平推力推这个静止的木箱，木箱所受的摩擦力大小为______；如果用40N的水平推力推这个静止的木箱，木箱所受的摩擦力大小为______。

7．
如图所示，物块在力 F 作用下向右沿水平方向匀速运动，则物块受的摩擦力 F f 与拉力F 的合力方向应该是_____.

8．
如图，固定于竖直面内u=0.1的粗糙斜杆，与水平方向夹角为300，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角a=____，拉力大小F=_____。

9．
如右图所示，吊床用绳子拴在两根柱子的等高位置上。某人先坐在吊床上处于静止状态，这时吊床两端系绳中的拉力为F1，吊床对该人的作用力为F2；后躺在吊床上处于静止状态，这时吊床两端系绳中的拉力为F1′，吊床对该人的作用力为F2′；则F1__________F1′，F2__________F2′。（请选填“＞”．“＜”．“＝”）  

10．
在两块相同的木板间，有质量均为m的4块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动，则第2块对第3块的摩擦力为_______________

11．用20 N的水平力在水平地面上拉重60 N的物体时，物体恰能被拉动；物体运动后只需18 N的拉力即可使物体做匀速直线运动．该物体静止在水平地面上，若用15 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；若用30 N的水平力拉该物体，物体受到的摩擦力大小为________；物体与地面间的动摩擦因数为________．

12．已知木箱重力为200 N，木箱与水平桌面间的动摩擦因数为0.2，当木箱在水平桌面上以10 m/s的速度运动时，木箱所受桌面的摩擦力大小为______ N；当用20 N水平外力推木箱没有推动时，木箱受到的摩擦力大小为________ N；当在该木箱上放一相同的木箱，两木箱一起以15 m/s的速度运动时，下面木箱所受桌面的摩擦力大小为________ N.

13．为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ，两位同学分别设计了如图所示的甲．乙两种方案。

（1）为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小，应选用方案_______。

（2）若A和B的重力分别为20N和40N，当A被拉动时，系统稳定后，弹簧测力计a的示数为8.0N，b的示数为11.0N，c的示数为10.0N，则A和B间的动摩擦因数为___。

14．重量为100N的木箱放在水平地板上，至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后，用30N的水平推力，就可以使木箱继续做匀速运动。由此可知：木箱与地板间的最大静摩擦力Fmax=___________；木箱所受的滑动摩擦力F=___________，木箱与地板间的动摩擦因数 =___________。如果用20N的水平推力推木箱，木箱所受的摩擦力是___________。

15．
如图所示，两绳下端结于O点，上端固定，现用一个力F作用于结点O，F与左绳夹角为，不计绳本身的质量，保持F的大小不变，改变角大小，当角为____时，两绳的张力相等。

16．某实验小组为得到木块和木板之间的摩擦因数，进行实验如下：

①木板放在水平桌面上，木板的右端固定一滑轮。

②把木块放在木板上，通过纸带与打点计时器相连，木块的右端通过细绳与盛有沙子的小桶相连。

③细绳通过定滑轮，调节滑轮的高度，保证细绳与木板平行。

（1）某次做实验，得到木块运动对应的纸带如下，所使用的电源频率为50HZ，每两个记数点之间有4个点没有画出，则木块运动的加速度为___________m/s2

（2）改变小桶中沙子的质量，得到木块运动对应的纸带如下。

①要测量木块和木板之间的摩擦因数，还需要测量的物理量是___________。

②根据①中测量的物理量，得到的摩擦因数μ =___________。

17．如图，小球沿一竖直面内的光滑圆弧轨道下滑，O为圆心。小球除了重力之外还受到_______，并且画出小球在图示位置处的受力示意图______。

18．
如图所示，光滑但质量分布不均匀的小球的球心在O点，重心在P点，静止在竖直墙和桌边之间，各个接触面点均光滑．试画出小球所受的力．如果重心位置在O点处，则球受到墙的弹力_____（变大．变小或不变）

参考答案与试题解析

1．【答案】2N    4N    0.4    4N   

【解析】

[1]根据平衡条件得

[2][3][4]运动后，物体受到滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小跟动摩擦因数及正压力有关，所以匀速与加速时摩擦力一样，都是4N，根据动摩擦力公式得

解得

2．【答案】不一定    相对静止    不一定    相对滑动   

【解析】

略

3．【答案】    ①. 2.2    ②. 0.4    ③. 9

【解析】

【分析】

【详解】[1] 由于滑块一直处于静止状态，所以传感器显示的力和滑块受到的摩擦力大小相等，实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，此时小车没有运动，滑块与小车间是静摩擦力，随着沙子逐渐增多，达5s时，小车与滑块间的摩擦力达到最大静摩擦力，根据图乙可知最大静摩擦力约为2.2N。

[2] 此后滑块受到滑动摩擦力且保持不变，滑动摩擦力大小为

根据滑动摩擦力公式可得

解得

[3] 根据图乙可知，在t=9s时物块离开小车

4．【答案】               

【解析】【来源】宁夏回族自治区2018年7月普通高中学业水平测试物理试题

【详解】

第一空.小球受到地面竖直向上的弹力；左边的棱对球无弹力；如图：

第二空. 小球受到两侧的棱对小球的支持力，方向通过球心，如图：

第三空. 小球受到地面竖直向上的弹力；上面的斜面对球无弹力；如图：

第四空. 小球受到半球的支持力，方向通过半球和小球的球心斜向上，以及绳子的拉力，如图：

5．【答案】1:1

【解析】设绳中张力为F，对m2有2Fcos 60°=m2g，对m1有Fsin 30°=m1gsin 30°，两式联立解得F=m1g=m2g，则m1：m2=1：1，故A正确，BCD错误；

故选A。

6．【答案】30    25    0.25    20    25   

【解析】

[1]由题意可知，木箱与地板之间的最大静摩擦力

Fmax=30N

[2]木箱所受的滑动摩擦力

Ff=25N

[3]木箱与地板之间的动摩擦因数

[4]如果用20N的水平推力推这个静止的木箱，则推力等于摩擦力，即木箱所受的摩擦力大小为20N；

[5]如果用40N的水平推力推这个静止的木箱，因40N>fmax=30N，则木箱将滑动，所受的摩擦力大小为25N。

7．【答案】竖直向上

【解析】分析物体的受力情况：重力．地面的支持力．摩擦力和力F，根据平衡条件则知，摩擦力Ff与拉力F的合力方向与重力．支持力的合力方向相反，而重力．支持力的合力方向竖直向下，则物块受的摩擦力Ff与拉力 F的合力方向竖直向上．

点睛：本题实质是平衡条件推论的运用，不能根据作图法分析摩擦力Ff与拉力F的合力方向，作图不准确．

8．【答案】  600  mg

【解析】小球匀速运动，由动能定理得，要使拉力做功最小则Wf=0，即摩擦力为0，则支持力为0，分析小球受的各力然后正交分解列方程：垂直斜面方向：，沿斜面方向：，解得，

9．【答案】  >  =

【解析】吊床对人的作用力与重力等值反向，所以躺着和坐在时，吊床对该人的作用力不变，即F2=F2′．坐在吊床上时，吊床两端绳的拉力与竖直方向上的夹角较大，根据共点力平衡有：2Fcosθ=G，θ越大，则绳子的拉力越大；人躺下后，绳子与竖直方向夹角变小，则绳子的拉力较小．即F1＞F1′。
点睛：解决本题的关键是知道人躺着时绳子与竖直方向的夹角较小；恰当地选择研究对象，进行受力分析，运用共点力平衡进行求解．

10．【答案】0N

【解析】

【分析】

（1）对四个砖整体为研究对象，由平衡条件求出木板对第1块砖和第4块砖的摩擦力．
（2）以第1块砖和第2块整体为研究对象，由平衡条件求解第3块对第2块砖的摩擦力．

【详解】

将4块砖看成一个整体，对整体进行受力分析，在竖直方向，共受到三个力的作用：竖直向下的重力4mg，两个相等的竖直向上的摩擦力f，由平衡条件可得：2f=4mg，f=2mg。由此可见：第1块砖和第4块砖受到木板的摩擦力均为2mg。将第1块砖和第2块砖当作一个整体隔离后进行受力分析，受竖直向下的重力2mg，木板对第1块砖向上的摩擦力f=2mg；由平衡条件可得二力已达到平衡，第2块砖和第3块砖之间的摩擦力必为零。

11．【答案】15 N18 N0.3

【解析】

【详解】

水平力为20 N时恰能拉动，说明最大静摩擦力Fmax＝20N．若用F1＝15  N的力拉物体，由于F1＜Fmax，故物体不会相对于地面滑动，物体受静摩擦力的作用，由二力平衡得物体此时受到的摩擦力F静＝F1＝15N，又因为物体运动后只需18N的拉力即可使物体做匀速直线运动，故F滑＝18 N，当用F2＝30 N的力拉物体时，F2＞Fmax，物体受滑动摩擦力，大小为F滑＝18 N．又由F滑＝μFN，可得。

12．【答案】40    20    80   

【解析】

略

13．【答案】    (1). 甲    (2). 0.2

【解析】

【详解】（1）[1] 由图甲可知，用弹簧测力计b拉动木块A，木块B受到滑动摩擦力作用，弹簧测力计a的示数等于木块受到的滑动摩擦力，弹簧测力计a固定不动，便于读数；由图乙可知，用弹簧测力计匀速拉动木块A，使木块A做匀速直线运动，A处于平衡状态，弹簧测力计c的示数等于木块受到的滑动摩擦力，弹簧测力计是运动的，不便于读数，另一方面，要使弹簧测力计示数等于滑动摩擦力，要控制木块做匀速直线运动，难度较大；比较两种实验方案可以发现，方案甲更合理．

（2）[2] 在甲方案中，物体间的滑动摩擦力：

8.0N

物体间的正压力：

N

则物体间的动摩擦因数：

14．【答案】35N    30N    0.3    20N   

【解析】

[1]至少要用35N的水平推力，才能使它从原地开始运动，则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力，所以木箱与地板间的最大静摩擦力为35N；

[2]用30N的水平推力，使木箱继续做匀速运动，则由平衡条件得到，木箱受到的滑动摩擦力f=30N；

[3]木箱对地面的压力大小等于重力，即

FN=G=100N

所以动摩擦因数为

[4]如果用20N的水平推力推静置的木箱，木箱不动，则木箱受到的摩擦力大小为20N。

15．【答案】135°

【解析】点O受三个拉力，由于两绳所受的张力相等，故根据平行四边形定则可以得到两根细线拉力的合力在其角平分线上，而其必定与第三个力F平衡，即与F等值．反向．共线，故拉力F在两根细线的角平分线的反向延长线上，根据几何关系，．

【点睛】本题关键在：（1）三力平衡条件；（2）两个等大的力的合力在其角平分线上；（3）三力平衡时，两个力的合力与第三个力同体．等值．反向．共线．

16．【答案】    ①. 0.39    ②. 木块的质量M，小桶和沙子的质量m    ③.

【解析】

【分析】

【详解】（1）[1]求解加速度，利用公式

代入得

（2）[2][3]从纸带的数据可知，木块做匀速直线运动，木块所受的摩擦力和小桶与沙子的重力相等，根据公式

解得

根据结果可知，需要测量木块的质量M，小桶和沙子的质量m。

17．【答案】支持力       

【解析】

[1]小球除了重力之外还受到轨道对小球的支持力

[2]受力示意图如图

18．【答案】不变．

【解析】球受重力．竖直墙壁的支持力．桌边A点的支持力，如图所示：

如果重心位置在O点处，各个力的方向不变，故两个弹力大小均不变；