高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力习题

新20版练B1物理人教3.2.1滑动摩擦力

第三章 相互作用力

第2节 摩擦力

课时1 滑动摩擦力
考点1对滑动摩擦力的理解

1.(多选)有关滑动摩擦力的下列说法,正确的是(　　)。

A.有压力一定有滑动摩擦力

B.有滑动摩擦力一定有压力

C.滑动摩擦力的方向总是与接触面上的压力的方向垂直

D.只有运动的物体才受滑动摩擦力

答案：BC

解析：【解析】产生滑动摩擦力的条件有四个:相互接触、挤压、接触面粗糙、发生相对滑动,四者缺一不可。由产生滑动摩擦力的条件可知A选项错误,B选项正确。滑动摩擦力的方向与接触面相切,而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受压力的方向垂直,C选项正确。如擦黑板时,黑板是静止的,但其相对黑板擦是运动的,也受滑动摩擦力,所以关键是“相对运动”,故D选项错误。

2.(湖北长阳2018高一上期末)(多选)关于滑动摩擦力,以下说法正确的是(　　)。

A.有摩擦力必有弹力

B.滑动摩擦力跟物体的重力大小成正比

C.滑动摩擦力总是和物体运动的方向相反

D.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,可能是动力,也可能是阻力

答案：AD

解析：由摩擦力产生的条件可知有摩擦力必有弹力,有弹力不一定有摩擦力,A项正确;滑动摩擦力的方向总是跟接触面相切,跟物体相对运动方向相反,并不是跟物体运动的方向相反,C项错误;由于滑动摩擦力的方向总是跟物体相对运动方向相反,所以滑动摩擦力的作用总是阻碍物体间的相对滑动,但对物体的运动来说,可能是动力,也可能是阻力,D项正确;滑动摩擦力的大小f=μFN,所以滑动摩擦力跟物体的重力大小无关,B项错误。

考点2滑动摩擦力的方向

3.(湖北麻城一中2019高一月考)如图3-2-1所示,A为长木板,在水平地面上以速度v1向右运动,物块B在长木板A上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是(　　)。

图3-2-1

A.若v1=v2,A、B之间无摩擦力

B.若v1=v2,A受到B所施加的向右的摩擦力

C.若v1>v2,A受到B所施加的向右的滑动摩擦力

D.若v1<v2,A受到B所施加的向左的滑动摩擦力

答案：A

解析：v1=v2时,A、B间无相对运动,也没有相对运动的趋势,故不存在摩擦力。v1>v2时,A相对于B向右运动,故A受B向左的摩擦力。v1<v2时,A相对于B向左运动,故A受B向右的摩擦力。

4.如图3-2-2所示,重20 N的物体与地面间的动摩擦因数为0.1,物体向左运动。同时物体受到大小为10 N,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力的大小和方向是(　　)。

图3-2-2

A.2 N、向左 B.2 N、向右

C.10 N、向左 D.12 N、向右

答案：B

解析：物体重20 N,在水平面上运动,所以正压力大小FN=20 N。由Ff=μFN知,Ff=0.1×20 N=2 N。滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反,所以向右。

考点3滑动摩擦力的大小

5.(湖南株洲2019高一月考)在水平台上放一物体,物体与平台间的动摩擦因数为μ,现用一水平推力F把物体推向台边,如图3-2-3所示,物体在台边翻倒以前的过程中,台面对物体的摩擦力(　　)。

图3-2-3

A.逐渐减小到零 B.保持不变

C.先增大后不变 D.先增大后减小

答案：B

解析：翻倒以前物体对水平台的压力不变,所以滑动摩擦力大小不变。

6.(江西赣州2019高一质检)如图3-2-4所示,在粗糙的水平地面上有质量为m的物体A,连接在一劲度系数为k的轻质弹簧上,物体与地面之间的动摩擦因数为μ,现用一水平力F向右拉弹簧,使物体A做匀速直线运动,则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g)(　　)。

图3-2-4

A. B. C. D.

答案：D

解析：设弹簧伸长长度为x,由胡克定律和二力平衡得kx=μmg=F,所以x==,D项正确。

7.(江苏南通2019高一月考)如图3-2-5所示,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内,书对A4纸的压力为3 N,A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为(　　)。

图3-2-5

A.0.6 N B.1.2 N C.2.4 N D.3 N

答案：C

解析：根据F=μFN,得F=1.2 N,因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力,所以要把纸从书中拉出,拉力至少应为2.4 N,C项正确。

8.(河南郑州2019高一月考)用如图3-2-6所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小,把一个木块A放在长木板B上,长木板B放在光滑水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度v匀速运动,水平弹簧测力计的示数恒为FT。下列说法正确的是(　　)。

图3-2-6

A.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于FT

B.木块A受到的滑动摩擦力的大小大于FT

C.若长木板B以2v的速度匀速运动时,木块A受到的摩擦力的大小等于2FT

D.若用2F的力作用在长木板B上,木块A受到的摩擦力的大小等于2F

答案：A

解析：木块A受到的摩擦力与长木板B的受力及运动状态无关,由水平弹簧测力计的示数恒为FT知A处于静止状态,长木板B对木块A的滑动摩擦力大小始终等于FT,故A项正确,B、C、D三项错误。

9.(黑龙江大庆实验中学2018高一上期中)如图3-2-7所示,在水平传送带上有三个质量分别为m1、m2、m3的木块1、2、3,1和2及2和3间分别用原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与传送带间的动摩擦因数均为μ,现用水平细绳将木块1固定在左边的墙上,传送带按图示方向匀速转动,当三个木块达到平衡后,1、3两木块之间的距离是(　　)。

图3-2-7

A.2L+ B.2L+

C.2L+ D.2L+

答案：B

解析：对木块3分析,所受滑动摩擦力与弹簧弹力平衡,有μm3g=kx,则x=。对木块2和3整体分析,所受滑动摩擦力和弹簧弹力平衡,有μ(m2+m3)g=kx',则x'=,则1、3两木块间的距离s=2L+x+x'=2L+,故B正确。

10.如图3-2-8所示,在粗糙水平面上放置有一竖直截面为平行四边形的木块,其在水平恒力F作用下向左运动。其木块倾角为θ,受重力为G,与水平面间动摩擦因数为μ。则木块所受地面摩擦力大小为(　　)。

图3-2-8

A.F B.

C.μG D.μ(sin θ+Fcos θ)

答案：C

解析：木块在竖直方向上平衡,有N=G,则木块所受的摩擦力f=μN=μG。因为不能确定木块是否做匀速运动,所以f与F不一定相等,故A、B、D三项错误,C项正确。

11.(湖北宜昌2019检测)如图3-2-9所示,一足够长的水平方向传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向转动,传送带右端有一个与传送带等高的光滑水平面,一物块以恒定速率v2沿直线向左滑向传送带后,经过一段时间又返回光滑水平面,速率为v2'。则下列说法中正确的是(　　)。

图3-2-9

A.只有v1=v2时,才有v2'=v1

B.若v1>v2,则v2'=v2

C.若v1<v2,则v2'=v2

D.不管v2多大,总有v2'=v2

答案：B

解析：物块先受向右的摩擦力做减速运动,减至速度为0后又反向加速。若v1>v2,物块向左减速和向右加速两过程中始终受水平向右的恒定摩擦力,故v2'=v2;若v1<v2,物块反向加速,速度达到v1后随传送带一起匀速运动至光滑水平面,所以v2'=v1。故选B。

12.(天津一中2019月考)如图3-2-10所示,一物块从某曲面上的P点自由滑下,通过一粗糙的静止的传送带后,落到地面上的Q点。若传送带的皮带轮沿逆时针方向转动起来,再把该物块放到P点自由滑下,那么(　　)。

图3-2-10

A.它仍落在Q点 B.它落在Q点左边

C.它落在Q点右边 D.它可能落不到地面上

答案：A

解析：两种情况下皮带对物块滑动摩擦力的大小(Ff=μmg)和方向(水平向左)均不变,所以物块的运动情况相同。故选A。

13.如图3-2-11所示,质量为2 kg的物体放在水平地板上,用一原长为8 cm的轻质弹簧水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11 cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为10.5 cm,已知弹簧的劲度系数k=200 N/m。求:

图3-2-11

(1)物体所受的最大静摩擦力为多大?

答案：当物体刚开始被拉动时,弹簧的伸长量为Δx1=11 cm-8 cm=3 cm,根据胡克定律可得弹簧的弹力为F1=kΔx1=200 N/m×0.03 m=6 N,此时物体所受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力,即=6 N。

(2)物体所受的滑动摩擦力为多大?

答案：当物体匀速滑动时,弹簧的伸长量为Δx2=10.5 cm-8 cm=2.5 cm,根据胡克定律可得弹簧的弹力为F2=kΔx2=200 N/m×0.025 m=5 N,此时物体所受的滑动摩擦力等于弹簧的弹力,即Ff=5 N。

(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少?(g取10 m/s2)

答案：由滑动摩擦力公式可得Ff=μFN=μmg,求得μ=0.25。

14.如图3-2-12所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、A与地面间的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住。当水平力F为32 N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。

图3-2-12

答案：以物体A为研究对象进行受力分析,水平方向上除外力F外,它还受到物体B对它水平向左的滑动摩擦力FBA、地面对它水平向左的滑动摩擦力F地A,如图所示,由平衡条件得F=FBA+F地A,其中FBA=μGB,F地A=μ(GA+GB),联立以上三式解得μ=0.4。