教科版高中物理必修第一册课后练习12摩擦力含解析

摩擦力

(建议用时：25分钟)

◎考点一　滑动摩擦力

1．下列关于滑动摩擦力的认识正确的是 (　　)

A．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，因此滑动摩擦力是阻力

B．相互接触的两个物体间如果存在相对滑动，则它们之间一定存在相互的滑动摩擦力

C．快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比慢速行驶的自行车同样条件下急刹车的摩擦力大

D．滑动摩擦力的方向可能跟物体运动方向相同，也可能跟物体运动方向相反

D　[滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，但不一定是阻碍运动，它既可作为动力又可作为阻力，它的大小与物体运动的速度和接触面大小无关，故D正确．]

2．装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀速拖出的过程中(　　)

A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小

B．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小

C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小

D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变

D　[匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，故C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由f＝μN可知摩擦力是不变的，故A错误；因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故B错误，D正确．]

3．一物体置于粗糙水平地面上，按图中所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是(　　)

甲　　　　乙　　　　丙

A．f甲>f乙>f丙　 B．f乙>f甲>f丙

C．f丙>f乙>f甲 D．f甲＝f乙＝f丙

D　[滑动摩擦力f＝μN，其大小由μ和物体与地面间的正压力N共同决定，因为无论怎么放置，物体与地面间的N均相同，故有f甲＝f乙＝f丙，D正确．]

4．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′.则关于弹簧前、后的伸长量，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m相对于传送带均向左匀速运动，m均受传送带向右的滑动摩擦力，其大小均为f＝μmg，根据二力平衡的条件F1＝F2＝f＝μ mg，又F1＝F2，即kΔx＝kΔx′，故Δx′＝Δx，选项C正确．]

5.把重量为G的物体，用一个水平推力F＝kt(k为常数，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示．从t＝0开始，物体所受的摩擦力f随时间的变化关系是如图中的 (　　)

B　[由于物体受的水平推力F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的压力N＝kt.当F比较小时，物体受到的摩擦力f小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体所受的摩擦力为滑动摩擦力．由f＝μN得，滑动摩擦力f＝μkt.当摩擦力f大小等于重力G时，由于惯性作用，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力．随着时间的增加，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，滑动摩擦力将突变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡．故选项B正确．]

◎考点二　静摩擦力

6．一辆汽车停在水平地面上，一个人用力水平推车，但车仍然静止，下列说法中正确的是(　　)

A．此人推车的力小于汽车所受到的静摩擦力

B．此人推车的力与汽车受到的摩擦力平衡

C．此人推车的力增大时，汽车受到的摩擦力将保持不变

D．此人推车的力增大时，汽车受到的摩擦力将不断减小，直到汽车能够运动起来为止

B　[人用力水平推车，但车仍然静止，说明车受到地面给它的静摩擦力作用，由于汽车仍处于平衡状态，因此静摩擦力的大小和人推车的力大小相等，是一对平衡力，而且随着推力的变化而变化，故A、C、D错误，B正确．]

7.如图所示，水平地面上堆放着原木．关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是 (　　)

A．M处受到的支持力竖直向上

B．N处受到的支持力竖直向上

C．M处受到的静摩擦力沿MN方向

D．N处受到的静摩擦力沿水平方向

A　[M处支持力方向垂直于地面，因此竖直向上，A项正确；N处的支持力方向垂直于原木P，B项错误；M处受到的静摩擦力方向平行于地面，C项错误；N处受到的静摩擦力方向平行于原木P，D项错误．]

8.(多选)如图所示，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，今用水平力F作用于B时，A、B、C均处于静止状态，则(　　)

A．地面对C的摩擦力等于F

B．A对B的摩擦力等于

C．B对A的摩擦力等于零

D．B对C的摩擦力等于F，方向向右

ACD　[以A、B、C三个物块组成的整体为研究对象，根据平衡条件得到，地面对C的摩擦力大小等于F，方向水平向左，A正确；以A为研究对象，根据平衡条件得知，B对A没有摩擦力，则A对B的摩擦力等于零，B错误，C正确；以A、B组成的整体为研究对象，根据平衡条件得知，C对B的摩擦力大小等于F，方向水平向左，则B对C的摩擦力等于F，方向向右，D正确．]

9.如图所示，一个M＝2 kg的物体放在μ＝0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个m0＝0.1 kg的小桶相连．已知M的最大静摩擦力fm＝4.5 N，滑轮上的摩擦不计，取g＝10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小．

(1)只挂m0，处于静止状态时；

(2)只挂m0，但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时；

(3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的砂子时；

(4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的砂子时．

[解析]　(1)因为m0g＝1 N<fm，M处于静止状态，所以受静摩擦力作用，由二力平衡得f1＝m0g＝1 N.

(2)在M上再放一个M′＝3 kg的物体，M仍静止，故受静摩擦力f2＝f1＝m0g＝1 N.

(3)因为(m0＋m1)g＝4.3 N<fm，故M处于静止状态，所受静摩擦力f3＝(m0＋m1)g＝4.3 N.

(4)因为(m0＋m2)g＝6 N>fm，故物体M运动，受到滑动摩擦力作用，由公式知f4＝μN＝μMg＝4 N.

[答案]　(1)1 N　(2)1 N　(3)4.3 N　(4)4 N

(建议用时：15分钟)

10.(多选)如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置，皮带的传动速度保持不变．物体被无初速度地放在皮带的底端A处，开始时物体在皮带上滑动，当它到达位置B后就不再相对皮带滑动，而是随皮带一起匀速运动，直至传送到顶端C，在传送过程中，物体受到的摩擦力(　　)

A．在AB段为沿皮带向上的滑动摩擦力

B．在AB段为沿皮带向下的滑动摩擦力

C．在BC段不受静摩擦力

D．在BC段受沿皮带向上的静摩擦力

AD　[在AB段，物体相对皮带向下滑动，受到沿皮带向上的滑动摩擦力，选项A正确，B错误；在BC段，物体相对皮带有向下滑的趋势，受到沿皮带向上的静摩擦力，选项D正确，C错误．]

11.木块甲、乙分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25，夹在甲、乙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．现将F＝1 N的水平拉力作用在木块乙上，如图所示，力F作用后 (　　)

A．木块甲所受摩擦力大小是12.5 N

B．木块甲所受摩擦力大小是11.5 N

C．木块乙所受摩擦力大小是9 N

D．木块乙所受摩擦力大小是7 N

C　[由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力fmax＝μN＝0.25×60 N＝15 N，弹簧的弹力F弹＝kx＝400×0.02 N＝8 N，木块乙受到向右的力F弹＋F＝9 N<fmax，故木块乙仍静止．由平衡条件可得木块乙受到向左的摩擦力f乙＝F弹＋F＝9 N，故C正确，D错误；木块甲受到的最大静摩擦力fmax′＝μN′＝0.25×50 N＝12.5 N，弹簧的弹力F弹＝8 N<fmax′，故甲仍静止，受到向右的摩擦力f甲＝F弹＝8 N，故A、B错误．]

12.如图所示，两块相同的竖直木板A、B间有质量均为m的4块相同的砖块，两侧用大小均为F的力水平压木板使砖块静止不动，则第2、3块砖间的摩擦力的大小为(　　)

A．0　 B．mg

C．mg D．2mg

A　[以砖块1、2、3、4整体为研究对象，由于重力作用，整体相对木板有向下运动的趋势，故木板对整体有向上的静摩擦力，根据对称性和二力平衡可知，左右两块木板对整体左右两面有向上的静摩擦力，大小为f1＝f2，且f1＋f2＝4mg，则f1＝2mg.再以砖块1、2为整体，1、2整体受的重力为2mg，左侧木板对砖块1、2向上的静摩擦力f1＝2mg，根据平衡条件知砖块2与砖块3之间的接触面上没有静摩擦力，A正确．]

13．某同学利用弹簧测力计测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ，具体操作如下：

(1)如图甲、乙是两种实验设计方案，请完成横线上的空白部分．

方案一：如图甲所示，木板B静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉木块A，使木块A向右匀速运动，读出此时弹簧测力计的读数F，再用弹簧测力计测出木块A的重力G，由平衡条件可知，滑动摩擦力f＝______，A、B间的正压力N＝________，所以动摩擦因数μ＝________.

甲　　　　　　　乙

方案二：如图乙所示，将弹簧测力计C的吊环套在直立固定在桌边的铁钉D上，挂钩端与木块A相连，用力F拉拉放在桌面上的木板B，使其缓慢向右运动．

A相对地面静止时，A受的滑动摩擦力等于弹簧的拉力(A在B上相对B向左滑动)．读出此时C的读数F，即为A所受的滑动摩擦力f.用C测出A的重力G，则A、B间的动摩擦因数μ＝________.

(2)从实际操作考虑，你认为上述哪种方案更可行？

(3)若只给你一把直尺、一条橡皮筋和一些轻绳，你能否测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ？

[解析]　(1)方案一中，A匀速向右滑动时，由二力平衡知f＝F，A对B的正压力N＝G，则μ＝；同理，方案二中μ＝.

(2)在方案一中，弹簧测力计对木块A的拉力只有在木块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证木块A匀速前进；而在第二种方案中，不论木板B如何运动，木块A总是处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于木块A所受滑动摩擦力的大小，故第二种方案更切实可行．

(3)可以，实验方法及步骤如下：

①将橡皮筋的两端拴上两条轻绳，并用直尺测出橡皮筋的原长l0；

②橡皮筋一端的轻绳连接木块A，另一端的轻绳竖直悬挂起来，如图甲所示，测出此时橡皮筋的长度l1；

甲

③将橡皮筋的一端固定于竖直墙上，将木块A放在木板B上，如图乙所示，用水平力使木板B在木块A下滑动，测出此时橡皮筋的长度l2；

乙

④根据二力平衡原理得k(l1－l0)＝mg，k(l2－l0)＝μmg，由此可得μ＝.

[答案]　(1)F　G　　　(2)(3)见解析

14.如图所示，B物体置于A物体之上，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、A与地之间的动摩擦因数都相同，且物体B用水平细绳系在左边的墙壁上，当作用在A上的水平力F＝32 N时，才能将A匀速拉出，求A与B、A与地的接触面之间的动摩擦因数μ.

[解析]　以A物体为研究对象，其受力情况如图所示：

则物体B对其压力

FN2＝GB＝20 N

地面对A的支持力

FN1＝GA＋GB＝60 N

因此A受B的滑动摩擦力

Ff2＝μFN2＝20μ

A受地面的摩擦力Ff1＝μFN1＝60μ，

又由题意得：F＝Ff1＋Ff2＝60 μ＋20 μ＝80μ，

F＝32 N，代入即可得到μ＝0.4.

[答案]　0.4