人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力课后作业题

新20版练B1物理人教3.2.3能力提升训练

第三章 相互作用力

第2节 摩擦力

课时3 能力提升训练

考点1 静摩擦力

1.(濮阳油田一中2019月考)在校田径运动会上,高一2班李好同学奋力拼搏,勇夺男子100 m冠军,图3-2-24为该同学奔跑途中的两个瞬间,用f1、f2分别表示该同学在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力,则关于f1、f2的方向,以下说法正确的是(　　)。

图3-2-24

A.f1、f2均向后 B.f1、f2均向前

C.f1向前,f2向后 D.f1向后,f2向前

答案：C

解析：在该同学奔跑途中,后脚用力向后蹬,人才向前运动,正是地面给后脚向前的静摩擦力,使人能向前运动。而当前脚向前跨时,正是地面给前脚向后的静摩擦力,使人不会向前滑动,所以前脚受到地面向后的静摩擦力。

2.如图3-2-25所示,物体A、B在力F的作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是(　　)。

图3-2-25

A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同

B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反

C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力

D.甲图中物体A不受摩擦力,乙图中物体A受摩擦力,方向和F方向相反

答案：D

解析：甲图中假设A、B接触面光滑,A、B也能保持相对静止,一起匀速运动,说明A、B间没有相对运动趋势,A、B间没有静摩擦力;乙图中假设A、B接触面光滑,则A相对B有左滑趋势,说明A受静摩擦力,且方向和F方向相反,故D项正确。

3.(多选)如图3- 2-26所示,质量为m的木块被水平推力F压着,静止在竖直墙面上,当推力F的大小增加到2F时,则(　　)。

图3-2-26

A.木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍

B.木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍

C.木块所受墙面的弹力不变

D.木块所受墙面的摩擦力不变

答案：AD

解析：由于木块静止在竖直墙面上,木块在水平方向受到的推力F与墙面对木块的弹力FN二力平衡,即FN=F。当F增加到2F时,墙面对木块的弹力也将增加到2F。在竖直方向上,木块的重力与墙面对木块的静摩擦力二力平衡,即Ff=mg,故A、D两项正确。

4.(宝鸡中学2019测试)如图3-2-27所示,三个相同的物体叠放在一起,当作用在B物体上的水平力F为2 N时,三个物体都静止,则物体A、B之间,B、C之间,C与地面之间的摩擦力大小分别为(　　)。

图3-2-27

A.0,0,0 B.0,1 N,1 N

C.0,2 N,2 N D.2 N,2 N,2 N

答案：C

解析：由于A相对于B没有运动的趋势,所以A、B之间的摩擦力为0,B物体受力平衡,由二力平衡可知,C对B具有水平向左、大小为2 N的摩擦力,因此B对C具有水平向右、大小为2 N的摩擦力,地面对C具有水平向左、大小为2 N的摩擦力。故选C。

5.(通辽五中2019月考)用一水平力F将两铁块A和B紧压在竖直墙上而静止,如图3-2-28所示,对此,下列说法中正确的是(　　)。

图3-2-28

A.铁块B受A给它的摩擦力方向可能向上,也可能向下

B.铁块B肯定受墙给它的竖直向上的摩擦力

C.铁块A肯定对B施加竖直向上的摩擦力

D.B受墙的摩擦力方向可能向上,也可能向下

答案：B

解析：对A受力分析,因A处于静止状态,故A受到的合外力为零,在竖直方向上受到竖直向下的重力,故B对A施加的摩擦力方向肯定竖直向上,故A项错误;B对A的力与A对B的力是一对相互作用的力,可知它们的作用方向相反,则A对B的摩擦力方向向下,故C项错误;对整体受力分析可知,整体在竖直方向保持静止,则墙对B一定有竖直向上的摩擦力,故B项正确,D项错误。

6.如图3-2-29所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,物块位于水平面上。A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点,A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2,物块与地面的最大静摩擦力为Ffm,则弹簧的劲度系数为(　　)。

图3-2-29

A. B.

C. D.

答案：C

解析：分别对物块处于A、B点时进行受力分析,根据胡克定律即可求解。物块在离墙壁最近和最远点,受到的静摩擦力等于最大静摩擦力Ffm,则Ffm=k(L0-x1),Ffm=k(x2-L0),解得k=,故C项正确,A、B、D三项错误。

7.(长沙长郡中学2019检测)如图3-2-30所示,一个同学用双手水平地夹住一叠书,已知他用手在这叠书的两端施加的最大水平压力为F=400 N,每本书的质量为0.50 kg,手与书之间的动摩擦因数为μ1=0.40,书与书之间的动摩擦因数为μ2=0.25,则该同学最多能水平夹住的书的本数为(已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2)(　　)。

图3-2-30

A.48 B.42 C.40 D.30

答案：B

解析：先将所有的书(设有n本)当作整体,受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有2μ1F≥nmg。再考虑除最外侧两本书的其余书[(n-2)本],受力分析,竖直方向受重力、静摩擦力,二力平衡,有2μ2F≥(n-2)mg,联立两式,解得n≤42,故最多可以有42本书。

8.(北京八中2019期末)如图3-2-31所示,A、B两木块分别重80 N和90 N,用细线绕过滑轮连接在一起并叠放在水平桌面上,A与B、B与桌面C之间动摩擦因数均为0.3。当对滑轮施以水平力F=40 N时,则(　　)。

图3-2-31

A.A对B的摩擦力为24 N

B.A对B的摩擦力为20 N

C.B对C的摩擦力为51 N

D.细线的张力为40 N

答案：B

解析：由题意可知,A、B间的最大静摩擦力f=μN=0.3×80 N=24 N,B与桌面C之间的最大静摩擦力为f'=μN'=0.3×170 N=51 N。当对滑轮施以水平力F=40 N时,两根绳子上各有20 N的作用力,此时A、B物体都处于静止,则A对B的摩擦力为20 N,故A项错误,B项正确;B对C的摩擦力为40 N,故C项错误;细线的张力为20 N,故D项错误。

9.(福州八中2019月考)(多选)物体b在力F作用下将物体a压在光滑的竖直墙壁上,a始终处于静止状态,如图3-2-32所示,当F逐渐增大时,下列说法中正确的是(　　)。

图3-2-32

A.a受到的摩擦力有两个

B.a与b间的最大静摩擦力大小随F的增大而增大

C.a受到的摩擦力大小不随F的增大而变化

D.b相对a的运动趋势方向竖直向下

答案：BC

解析：对a进行分析,由于墙壁光滑,故a只受到b对a的摩擦力,A项错误;最大静摩擦力与正压力有关,故压力越大,最大静摩擦力越大,B项正确;a受重力、b对a的压力、墙壁对a的压力、b对a的静摩擦力而处于静止状态,竖直方向上,b对a的摩擦力大小等于a的重力,方向竖直向上,F增大,摩擦力大小不变,始终等于a的重力,C项正确;a有向下运动的趋势,b相对于a有向上运动的趋势,D项错误。

10.(衡水中学2019诊断)如图3-2-33所示,在水平桌面上叠放着质量相等的A、B两块木板,在木板A上放着质量为m的物块C,木板与物块均处于静止状态。A、B、C之间以及B与地面间的动摩擦因数均为μ,设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等。现用水平恒力F向右拉木板A,下列说法正确的是(　　)。

图3-2-33

A.A、C间的摩擦力大小一定等于μmg

B.A、B、C有可能一起向右做匀速直线运动

C.A、B间的摩擦力大小不可能等于F

D.不管F多大,木板B一定会保持静止

答案：D

解析：当拉力F较小时,A、B、C都处于静止状态,A、C间的摩擦力大小为零,对A、C整体分析,B对A的摩擦力等于拉力F的大小,选项A、C错误;设A、B的质量均为M,先对木板B受力分析,竖直方向受重力、压力和支持力,水平方向受A对B向右的摩擦力fAB和地面对B向左的摩擦力f,由于A对B的最大静摩擦力μ(m+M)g小于地面对B的最大静摩擦力μ(m+2M)g,故木板B一定保持静止,选项D正确,B错误。

考点2滑动摩擦力

11.(黄冈中学2019月考)如图3-2-34所示,水平传送带上放一物块,当传送带向右以速度v匀速运动时,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;现令传送带向右加速到2v,这时弹簧的伸长量为Δx'。则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中正确的是(　　)。

图3-2-34

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.弹簧伸长量在传送带向右加速时将有所变化,最终Δx'=Δx

D.弹簧伸长量在整个过程中始终保持不变,即始终Δx'=Δx

答案：D

解析：滑动摩擦力f=μFN=μmg保持不变,跟相对速度无关,所以Δx'=Δx==。

12.(合肥二中2019检测)如图3-2-35所示,A、B两物体静止在粗糙水平面上,其间用一根轻弹簧相连,弹簧的长度大于原长。若再用一个从零开始缓慢增大的水平力F向右拉物体B,直到A即将移动,此过程中,地面对B的摩擦力F1和对A的摩擦力F2的变化情况是(　　)。

图3-2-35

A.F1先变小后变大再不变 B.F1先不变后变大再变小

C.F2先变大后不变 D.F2一直在变大

答案：A

解析：因在施加拉力F前,弹簧处于伸长状态,此时地面对A的摩擦力水平向左,地面对B的摩擦力水平向右,对B施加水平向右的拉力后,随着F的增大,物体B受地面的摩擦力先水平向右逐渐减小,再水平向左逐渐增大,当B相对地面向右运动后,物体B受地面的摩擦力不再变化,而在物体B运动之前,物体A受地面的摩擦力水平向左,大小不变,当B向右运动后,随弹簧弹力的增大,物体A受地面的摩擦力逐渐增大,综上所述,A项正确,B、C、D三项错误。

13.(黄冈中学2019月考)(多选)如图3-2-36所示,水平面桌面上平放着一叠共计54张的扑克牌,每一张的质量均为m。用一手指以竖直向下的力压第1张牌,并以一定速度向右移动手指,确保手指与第1张牌之间有相对滑动。设最大静摩擦力和滑动摩擦力相同,手指与第1张牌之间的动摩擦因数为μ1,牌间的动摩擦因数均为μ2,第54张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3,且有μ1<μ2<μ3。则下列说法正确的是(　　)。

图3-2-36

A.第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动

B.第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动

C.第1张牌受到手指的摩擦力向左

D.第54张牌受到水平桌面的摩擦力向左

答案：BD

解析：由题意知手指与第1张牌之间有相对滑动,则手指与第1张牌之间的摩擦力为f1=μ1FN。第1张牌受到手指的摩擦力向右,故C项错误。第1张牌与第2张牌间的最大静摩擦力为f2=μ2(FN+mg),故f1<f2。第2张牌与第3张牌间的摩擦力仍为f2,是静摩擦力。则从第2张牌至第53张牌之间均属于静摩擦力,其大小为f2,故B项正确,A项错误。第54张牌受到水平桌面的摩擦力方向向左,故D项正确。

考点3摩擦力突变问题

14.(大连二十四中2019期末)(多选)如图3-2-37甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上、下表面均水平,物体A与一固定于墙面上的拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平,从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在物体B上,拉力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,k、t1、t2已知,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求(　　)。

图3-2-37

A.A、B之间的最大静摩擦力

B.水平面与B之间的滑动摩擦力

C.A、B之间的动摩擦因数μAB

D.B与水平面间的动摩擦因数μ

答案：AB

解析：当B与地面间静摩擦力达到最大值fmax后,拉力传感器才有示数,地面对B的最大静摩擦力为fmax=kt1。当拉力F大于A和地面对B的最大静摩擦力之和时,B开始滑动。A、B相对滑动后,拉力传感器的示数保持不变,则fAB=kt2-fmax=k(t2-t1),选项A、B正确。由于A、B的质量未知,则μAB和μ不能求出,选项C、D错误。

15.(珠海一中2019期末)把一重力为G的物体,用一个水平的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙面上,如图3-2-38所示。则从t=0开始,物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是下列选项图中的(　　)。

图3-2-38

图3-2-39

答案：B

解析：选物体为研究对象,因为开始时推力为0,竖直方向上只有重力,物体在重力G作用下沿墙面下滑;当推力开始变大后,物体在竖直方向又受到向上的滑动摩擦力作用;开始一段时间Ff<G,物体加速下滑;当Ff=G时,物体速度达到最大值,之后Ff>G,物体向下做减速运动,直至速度减为0。在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff=μF=μkt,即Ff与t成正比,在Ff-t图像上是过原点的直线。当物体速度减为0之后,滑动摩擦力突变为静摩擦力,其大小由平衡条件可知Ff=G,所以物体静止后的图线为平行于t轴的线段。故选B。