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高中物理人教版 (新课标)必修13 摩擦力精练
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这是一份高中物理人教版 (新课标)必修13 摩擦力精练，共7页。试卷主要包含了单项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
(25分钟 60分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
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
【解析】选C。相互压紧的粗糙的物体之间,只是满足了相互接触,未明确有无相对运动的趋势;当无运动趋势时没有摩擦力,A错;相对运动的物体之间,可能是不接触的两物体,所以说它们总有摩擦力是错误的,B错误;只有相互压紧并有相对运动或相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用,C正确;相互压紧并有相对运动的物体之间,如果接触面光滑,不会有摩擦力作用,D错误。
2.如图所示,用传送带向上传送货物,货物和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
【解析】选A。货物虽然向上运动,但货物和传送带之间没有相对滑动所以货物受到的摩擦力为静摩擦力;假设传送带是光滑的,则货物相对传送带将向下打滑,所以货物相对传送带有沿传送带向下运动的趋势,受到的静摩擦力方向沿传送带向上。选项A正确。
3.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,当用水平力F=3 N推木板,使它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力为( )
A.3 N B.2 N C.1.5 N D.0.5 N
【解析】选B。木块重心还在桌面上,故压力为N=mg;木板动起来后受到的滑动摩擦力:f=μN=μmg=0.2×1×10 N=2 N,B项正确。
4.如图所示,一个质量为m的物体A,向其施加一个水平方向的力F,使A沿竖直墙壁匀速下滑,若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ,那么物体A受到的摩擦力为( )
A.Ff=μmg 向上
B.Ff=mg 向下
D.Ff=F 向下
D.Ff=μF 向上
【解析】选D。由于物体匀速下滑,物体处于平衡状态,竖直方向根据二力平衡可知摩擦力方向向上;滑动摩擦力的大小Ff=μF压,F压=F,则Ff=μF,故A、B、C错误,D正确。
5.2018年2月22日平昌冬奥会,中国选手武大靖在男子500米速滑A组决赛中,以39秒584的成绩破世界纪录霸气夺冠。滑冰时,运动员与冰面之间有滑动摩擦力。关于滑动摩擦力,以下说法中正确的是( )
A.滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
C.只有运动的物体才受到滑动摩擦力
D.滑动摩擦力总跟物体的重力成正比
【解析】选B。滑动摩擦力总跟物体相对运动的方向相反,阻碍物体间的相对运动,但并不一定跟物体的运动方向相反,故A错误,B正确;滑动摩擦力产生在相对运动的物体间,静止的物体也可以受滑动摩擦力,故C错误;滑动摩擦力的大小一定跟接触面间的压力成正比,但压力不一定等于重力,所以,不能说滑动摩擦力跟物体的重力成正比,D错误。
6.关于由滑动摩擦力公式F=μFN推出的μ=,下列说法正确的是 ( )
A.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比,F越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小
C.μ与F成正比,与FN成反比
D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定
【解析】选D。动摩擦因数μ的大小由接触面的粗糙程度及其材料决定,与摩擦力F和正压力FN无关,故D正确。
二、非选择题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
7.(14分)如图所示,物体A重 40 N,物体B重40 N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=40 N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。
【解析】物体B对A压力FN2=GB=40 N,地面对A的支持力FN1=GA+GB=80 N
因此A受B的滑动摩擦力Ff2=μFN2,
A受地面的摩擦力Ff1=μFN1
又由题意得F=Ff1+Ff2,可得μFN2+μFN1=F,
代入数据得μ×80+μ×40=40
可得到μ=。
答案:
【补偿训练】
如图,在研究摩擦力的实验中,用弹簧测力计通过定滑轮拉一个放在水平板上的木块,滑轮的摩擦不计,部分实验数据记录见表。则实验中木块受到的 ( )
A.滑动摩擦力为0.40 N
B.静摩擦力恒为0.50 N
C.最大静摩擦力为0.50 N
D.滑动摩擦力一定小于静摩擦力
【解析】选A。木块匀速运动时弹簧测力计的拉力等于木块所受到的滑动摩擦力,A正确。静摩擦力是被动力,其大小随外力的变化而变化,滑动摩擦力不一定小于静摩擦力,B、D错误。根据表中数据,无法确定其最大静摩擦力,C错误。
8.(16分)如图所示,质量为3.0 kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,当拉力F1=8.0 N时,木箱静止;当拉力F2=10.3 N时,木箱做匀速直线运动(g取9.8 m/s2),求:
(1)木箱与地面间的动摩擦因数。
(2)木箱在F1=8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小。
(3)木箱在F3=12.0 N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大小。
【解析】(1)当拉力F2=10.3 N时,木箱做匀速直线运动,木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1。
根据二力平衡条件有:Ff1=F2=10.3 N
木箱放在水平地面上,则有木箱对地面压力大小等于木箱所受的重力
即F压=mg
根据滑动摩擦力公式Ff=μF压,则木箱与地面间的动摩擦因数为
μ=
联立解得μ≈0.35。
(2)当拉力F1=8.0 N时,木箱静止,木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1二力平衡,则有:
Ff2=F1=8.0 N。
(3)当拉力F3=12.0 N时,木箱将在地面上滑动,此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力。
由第(1)问可知,Ff3=Ff1=10.3 N。
答案:(1)0.35 (2)8.0 N (3)10.3 N
(15分钟 40分)
9.(6分)(多选)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上、质量为10 kg的木箱,木箱与水平地面间的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,可知( )
A.木箱所受的最大静摩擦力为fm=20 N
B.木箱所受的最大静摩擦力为fm=21 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.20
D.木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.21
【解析】选B、C。由图乙可知,木箱受到的最大静摩擦力为fm=21 N,A项错误,B项正确;当木箱运动后受到的是滑动摩擦力,大小为f=20 N,由f=μmg,解得μ=0.2,C项正确、D项错误。
10.(6分)(多选)如图所示,三个相同物体叠放在一起,置于粗糙的水平面上,物体间接触面不光滑,现用一水平力F作用于B上,三物体仍静止,下列说法正确的是( )
A.B对A有摩擦力作用
B.B受到A、C的摩擦力作用
C.B只受到C的摩擦力作用
D.地面对C有摩擦力作用,大小等于F
【解析】选C、D。假设B对A有摩擦力作用,则A受力不能平衡,与题给条件不符,所以B对A无摩擦力作用,A错误;根据力的相互性可知,A对B也无摩擦力作用,B错误;B受到拉力F的作用,保持静止,所以一定受到C给B的摩擦力作用,大小为F,方向向左;根据力的相互性,C也受到B给它的摩擦力作用,大小为F,方向向右,而C也静止,所以地面对C有摩擦力作用,大小为F,方向向左;所以C、D正确。
11.(6分)木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用1 N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,施加水平拉力作用后,下列判断正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
( )
A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N
B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N
C.木块B所受摩擦力大小是9 N
D.木块B所受摩擦力大小是7 N
【解析】选C。木块B与地面间的最大静摩擦力为:fBmax=μGB=0.25×60 N=15 N;木块A与地面间的最大静摩擦力为:fAmax=μGA=0.25×50 N=12.5 N;未施加水平拉力时,木块A、B均受力平衡,弹簧弹力为:F1=kx=400×0.02 N=8 N,木块A、B所受静摩擦力均等于弹簧的弹力;施加水平拉力后,对木块B有:F+F112.(22分)将完全相同的、质量均为4 kg的木块A和B叠放在水平桌面上,各接触面动摩擦因数相同,均为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(g取
10 N/kg)
(1)若在14 N的水平拉力F1作用下,求地面对B的摩擦力f2多大?B对A的摩擦力f1多大?
(2)若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平推力F2推A使它们一起匀速运动,则F2多大?这时,A对B的弹力有多大?
【解题指南】(1)求出地面对B的最大静摩擦力。
(2)判断木块所受的摩擦力。
(3)根据平衡条件求出所受的摩擦力;因为A、B一起匀速运动,把A、B看成一个整体,根据二力平衡求出相应的摩擦力。
【解析】(1)地面对B的最大静摩擦力为
fmax=μN=μ·2mg=0.2×2×40 N=16 N,
因为F1=14 N<16 N,所以A、B均处于静止状态,受到的都是静摩擦力。
根据二力平衡可得:地面对B的摩擦力f2=14 N。
根据平衡条件A受摩擦力为零,即B对A的摩擦力为f1=0 N。
(2)当A、B一起匀速运动时,把A、B看成一个整体,根据二力平衡可得:F2=fA+fB=μNA+μNB=μ·2mg=0.2×2×40 N=16 N,
因为匀速运动,所以A对B的弹力为NAB=fB=μmg=0.2×40 N=8 N。
答案:(1)14 N 0 (2)16 N 8 N
实验次数
木块状态
弹簧测力计
读数/N
第1次
静止
0.50
…
…
…
第5次
匀速
0.40
…
…
…
第10次
加速
0.80
(25分钟 60分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)
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
【解析】选C。相互压紧的粗糙的物体之间,只是满足了相互接触,未明确有无相对运动的趋势;当无运动趋势时没有摩擦力,A错;相对运动的物体之间,可能是不接触的两物体,所以说它们总有摩擦力是错误的,B错误;只有相互压紧并有相对运动或相对运动趋势的粗糙物体间才有摩擦力作用,C正确;相互压紧并有相对运动的物体之间,如果接触面光滑,不会有摩擦力作用,D错误。
2.如图所示,用传送带向上传送货物,货物和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
【解析】选A。货物虽然向上运动,但货物和传送带之间没有相对滑动所以货物受到的摩擦力为静摩擦力;假设传送带是光滑的,则货物相对传送带将向下打滑,所以货物相对传送带有沿传送带向下运动的趋势,受到的静摩擦力方向沿传送带向上。选项A正确。
3.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,当用水平力F=3 N推木板,使它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力为( )
A.3 N B.2 N C.1.5 N D.0.5 N
【解析】选B。木块重心还在桌面上,故压力为N=mg;木板动起来后受到的滑动摩擦力:f=μN=μmg=0.2×1×10 N=2 N,B项正确。
4.如图所示,一个质量为m的物体A,向其施加一个水平方向的力F,使A沿竖直墙壁匀速下滑,若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ,那么物体A受到的摩擦力为( )
A.Ff=μmg 向上
B.Ff=mg 向下
D.Ff=F 向下
D.Ff=μF 向上
【解析】选D。由于物体匀速下滑,物体处于平衡状态,竖直方向根据二力平衡可知摩擦力方向向上;滑动摩擦力的大小Ff=μF压,F压=F,则Ff=μF,故A、B、C错误,D正确。
5.2018年2月22日平昌冬奥会,中国选手武大靖在男子500米速滑A组决赛中,以39秒584的成绩破世界纪录霸气夺冠。滑冰时,运动员与冰面之间有滑动摩擦力。关于滑动摩擦力,以下说法中正确的是( )
A.滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
C.只有运动的物体才受到滑动摩擦力
D.滑动摩擦力总跟物体的重力成正比
【解析】选B。滑动摩擦力总跟物体相对运动的方向相反,阻碍物体间的相对运动,但并不一定跟物体的运动方向相反,故A错误,B正确;滑动摩擦力产生在相对运动的物体间,静止的物体也可以受滑动摩擦力,故C错误;滑动摩擦力的大小一定跟接触面间的压力成正比,但压力不一定等于重力,所以,不能说滑动摩擦力跟物体的重力成正比,D错误。
6.关于由滑动摩擦力公式F=μFN推出的μ=,下列说法正确的是 ( )
A.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比,F越大,μ越大
B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小
C.μ与F成正比,与FN成反比
D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定
【解析】选D。动摩擦因数μ的大小由接触面的粗糙程度及其材料决定,与摩擦力F和正压力FN无关,故D正确。
二、非选择题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
7.(14分)如图所示,物体A重 40 N,物体B重40 N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=40 N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。
【解析】物体B对A压力FN2=GB=40 N,地面对A的支持力FN1=GA+GB=80 N
因此A受B的滑动摩擦力Ff2=μFN2,
A受地面的摩擦力Ff1=μFN1
又由题意得F=Ff1+Ff2,可得μFN2+μFN1=F,
代入数据得μ×80+μ×40=40
可得到μ=。
答案:
【补偿训练】
如图,在研究摩擦力的实验中,用弹簧测力计通过定滑轮拉一个放在水平板上的木块,滑轮的摩擦不计,部分实验数据记录见表。则实验中木块受到的 ( )
A.滑动摩擦力为0.40 N
B.静摩擦力恒为0.50 N
C.最大静摩擦力为0.50 N
D.滑动摩擦力一定小于静摩擦力
【解析】选A。木块匀速运动时弹簧测力计的拉力等于木块所受到的滑动摩擦力,A正确。静摩擦力是被动力,其大小随外力的变化而变化,滑动摩擦力不一定小于静摩擦力,B、D错误。根据表中数据,无法确定其最大静摩擦力,C错误。
8.(16分)如图所示,质量为3.0 kg的空木箱,放置在水平地面上,沿水平方向施加拉力,当拉力F1=8.0 N时,木箱静止;当拉力F2=10.3 N时,木箱做匀速直线运动(g取9.8 m/s2),求:
(1)木箱与地面间的动摩擦因数。
(2)木箱在F1=8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小。
(3)木箱在F3=12.0 N水平拉力作用下,受到的摩擦力的大小。
【解析】(1)当拉力F2=10.3 N时,木箱做匀速直线运动,木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1。
根据二力平衡条件有:Ff1=F2=10.3 N
木箱放在水平地面上,则有木箱对地面压力大小等于木箱所受的重力
即F压=mg
根据滑动摩擦力公式Ff=μF压,则木箱与地面间的动摩擦因数为
μ=
联立解得μ≈0.35。
(2)当拉力F1=8.0 N时,木箱静止,木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1二力平衡,则有:
Ff2=F1=8.0 N。
(3)当拉力F3=12.0 N时,木箱将在地面上滑动,此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力。
由第(1)问可知,Ff3=Ff1=10.3 N。
答案:(1)0.35 (2)8.0 N (3)10.3 N
(15分钟 40分)
9.(6分)(多选)如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上、质量为10 kg的木箱,木箱与水平地面间的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,可知( )
A.木箱所受的最大静摩擦力为fm=20 N
B.木箱所受的最大静摩擦力为fm=21 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.20
D.木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.21
【解析】选B、C。由图乙可知,木箱受到的最大静摩擦力为fm=21 N,A项错误,B项正确;当木箱运动后受到的是滑动摩擦力,大小为f=20 N,由f=μmg,解得μ=0.2,C项正确、D项错误。
10.(6分)(多选)如图所示,三个相同物体叠放在一起,置于粗糙的水平面上,物体间接触面不光滑,现用一水平力F作用于B上,三物体仍静止,下列说法正确的是( )
A.B对A有摩擦力作用
B.B受到A、C的摩擦力作用
C.B只受到C的摩擦力作用
D.地面对C有摩擦力作用,大小等于F
【解析】选C、D。假设B对A有摩擦力作用,则A受力不能平衡,与题给条件不符,所以B对A无摩擦力作用,A错误;根据力的相互性可知,A对B也无摩擦力作用,B错误;B受到拉力F的作用,保持静止,所以一定受到C给B的摩擦力作用,大小为F,方向向左;根据力的相互性,C也受到B给它的摩擦力作用,大小为F,方向向右,而C也静止,所以地面对C有摩擦力作用,大小为F,方向向左;所以C、D正确。
11.(6分)木块A、B分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m,系统置于水平地面上静止不动。现用1 N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,施加水平拉力作用后,下列判断正确的是(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
( )
A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N
B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N
C.木块B所受摩擦力大小是9 N
D.木块B所受摩擦力大小是7 N
【解析】选C。木块B与地面间的最大静摩擦力为:fBmax=μGB=0.25×60 N=15 N;木块A与地面间的最大静摩擦力为:fAmax=μGA=0.25×50 N=12.5 N;未施加水平拉力时,木块A、B均受力平衡,弹簧弹力为:F1=kx=400×0.02 N=8 N,木块A、B所受静摩擦力均等于弹簧的弹力;施加水平拉力后,对木块B有:F+F1
10 N/kg)
(1)若在14 N的水平拉力F1作用下,求地面对B的摩擦力f2多大?B对A的摩擦力f1多大?
(2)若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平推力F2推A使它们一起匀速运动,则F2多大?这时,A对B的弹力有多大?
【解题指南】(1)求出地面对B的最大静摩擦力。
(2)判断木块所受的摩擦力。
(3)根据平衡条件求出所受的摩擦力;因为A、B一起匀速运动,把A、B看成一个整体,根据二力平衡求出相应的摩擦力。
【解析】(1)地面对B的最大静摩擦力为
fmax=μN=μ·2mg=0.2×2×40 N=16 N,
因为F1=14 N<16 N,所以A、B均处于静止状态,受到的都是静摩擦力。
根据二力平衡可得:地面对B的摩擦力f2=14 N。
根据平衡条件A受摩擦力为零,即B对A的摩擦力为f1=0 N。
(2)当A、B一起匀速运动时,把A、B看成一个整体,根据二力平衡可得:F2=fA+fB=μNA+μNB=μ·2mg=0.2×2×40 N=16 N,
因为匀速运动,所以A对B的弹力为NAB=fB=μmg=0.2×40 N=8 N。
答案:(1)14 N 0 (2)16 N 8 N
实验次数
木块状态
弹簧测力计
读数/N
第1次
静止
0.50
…
…
…
第5次
匀速
0.40
…
…
…
第10次
加速
0.80
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