高中第三章 相互作用3 摩擦力课后复习题

第3节　摩擦力

课后训练巩固提升

一、双基巩固　学考突破

1.(多选)下列说法正确的是(　　)

A.有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力必定有弹力

B.摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向

C.摩擦力的大小一定与物体所受的重力大小成正比

D.摩擦力的方向总是与运动方向相反,起阻碍物体运动的作用

答案:AB

解析:产生摩擦力的条件是存在弹力并且有相对运动或相对运动趋势,有摩擦力一定有弹力,但是有弹力不一定有摩擦力,因为有弹力的两者之间可能没有相对运动或相对运动趋势,A正确;摩擦力的方向一定沿接触面的切线方向,B正确;静摩擦力与重力无关,滑动摩擦力与两物体接触面间的正压力有关,C错误;摩擦力方向总是与相对运动方向或者相对运动趋势方向相反,与物体运动方向无关,D错误。

2.(2020·黑龙江哈尔滨九中期中)关于摩擦力,有如下几种说法,其中正确的是(　　)

A.物体与支持面间的压力越大,摩擦力越大

B.只有静止的物体才可能受到静摩擦力,只有运动的物体才有可能受到滑动摩擦力

C.摩擦力的方向与物体运动方向总是在同一直线上

D.摩擦力一定总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势

答案:D

解析:物体与支持面间的压力越大,滑动摩擦力越大,静摩擦力不一定变大,故A错误。静止的物体可能受到滑动摩擦力,运动的物体可能受到静摩擦力,比如:一物体在粗糙水平面上滑动,水平面受到的是滑动摩擦力,但是静止的;再如:正在沿传送带斜向上运动的物体,是运动的,但受到静摩擦力,故B错误。摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,与相对运动或相对运动趋势方向相反,可能与运动或运动趋势方向相同,也可能相反,或者是不共线,比如:贴在正在加速行驶的车厢壁上的物体,摩擦力竖直向上,故C错误,D正确。

3.关于由滑动摩擦力公式推出的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N成反比,N越大,μ越小

C.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,与正压力N成反比

D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定

答案:D

解析:动摩擦因数由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与接触面的面积大小无关,与正压力及摩擦力无关,选项A、B、C错误,D正确。

4.(多选)(2020·重庆垫江期中)某马戏团在三根竖直爬杆上进行着猴子的攀爬表演,三只小猴的质量相同,小猴甲静止在杆上,小猴乙匀速向上爬动,小猴丙匀速往下爬动。关于三只小猴,下列说法正确的是(　　)

A.小猴甲为了不掉下来,用力抓握杆,这样小猴的摩擦力变大了

B.小猴乙在攀爬的过程中,所受的摩擦力向下

C.小猴丙在攀爬的过程中,所受的摩擦力向上

D.三只小猴所受的摩擦力大小相同

答案:CD

解析:小猴甲为了不掉下来,用力抓握杆,这样小猴的最大静摩擦力变大了,而受到静摩擦力不变,仍等于其重力大小,故A错误;小猴乙在向上攀爬的过程中,所受的是静摩擦力,其有相对杆向下滑动的趋势,因此其受到的摩擦力方向向上,故B错误;小猴丙在向下攀爬的过程中,所受的是静摩擦力,其有相对杆向下滑动的趋势,因此其受到的摩擦力方向向上,故C正确;不论是哪种情况下,小猴均受到静摩擦力,因处于平衡状态,因此它们静摩擦力大小均等于重力,故D正确。

5.(2020·浙江慈溪六校联考期中)如图所示,一个重200 N的物体,在粗糙水平面上向右运动,物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.1,同时物体还受到大小为10 N、方向向左的水平力作用,则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是              (　　)

A.大小是10 N,方向向左

B.大小是20 N,方向向左

C.大小是20 N,方向向右

D.大小是10 N,方向向右

答案:B

解析:物体相对于地面向右运动,则滑动摩擦力的方向水平向左,大小为f=μN=0.1×200 N=20 N,故B正确,A、C、D错误。

6.一物块在水平力拉动下,沿静止的水平传送带由左端匀速运动到右端,如图(a)所示,这时所受摩擦力为f1;现开动机械让传送带向左匀速传动,再次将同样的物块由传送带的左端以同样的速度匀速拉动到右端,这时所受摩擦力大小为f2,如图(b)所示。则f1、f2的大小关系满足(　　)

A.f1=f2

B.f1<f2

C.f1>f2

D.上述三种情况都有可能

答案:A

解析:两种情景下,物块与传送带之间均为滑动摩擦力,只是相对速度不同而已;由滑动摩擦力的计算公式f=μN可知,滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关,故选A。

二、选考奠基　素养提升

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

A.Fa>Fb>Fc

B.Fb>Fa>Fc

C.Fc>Fb>Fa

D.Fa=Fb=Fc

答案:D

解析:滑动摩擦力f=μN,滑动摩擦力与接触面的动摩擦因数以及正压力有关,三种情况下μ相同,N也相等,故三种情况下的滑动摩擦力大小相等。

2.(多选)如图(a)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,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图(b)所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是(　　)

A.木箱所受的最大静摩擦力f静max=21 N

B.木箱所受的最大静摩擦力f静max=20 N

C.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21

D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2

答案:AD

解析:木箱受到的静摩擦力随推力的增大而增大,最大静摩擦力f静max=21 N;当推力F>21 N后,摩擦力为滑动摩擦力,大小为20 N,木箱与地面间的动摩擦因数μ==0.2,选项A、D正确。

3.(多选)(2020·广东实验中学期中)在学完摩擦力的知识后,小林同学知道了动摩擦因数与接触面的材料有关,于是小林想通过测量物体的动摩擦因数,并利用下表的信息来推测P的材料。他先用弹簧测力计测得物块P重13 N,然后他把弹簧测力计的一端固定在墙上,如图,用力F水平向左拉金属板,金属板向左运动,此时弹簧测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出)。则下列选项错误的是(　　)

A.P受到的静摩擦力大小为3.4 N

B.P受到的滑动摩擦力大小为2.6 N

C.P很可能是木头

D.只能匀速地拉金属板

答案:AD

解析:根据弹簧测力计的读数规则读数,F示=2.6 N,当弹簧测力计读数稳定时,物体P处于平衡状态,F示等于滑动摩擦力大小,故有F示=f=2.6 N,此时得到的是滑动摩擦力,不是静摩擦力,故A错误,B正确;滑动摩擦力f=μN,N=mg=13 N,解得μ=0.2,由表格可知物块P的材料可能为木头,故C正确;匀速或加速拉金属板,物块始终处于受力平衡状态,可以求出滑动摩擦力大小,故D错误。

4.(2020·浙江杭州八校联盟期中)如图所示,将完全相同、质量均为10 kg的木块A和B叠放在水平桌面上,在20 N的水平拉力F作用下一起做匀速直线运动(g取10 m/s2),求:

(1)木块B上表面受到的摩擦力f1是多少?

(2)木块B下表面受到的摩擦力f2是多少?

(3)桌面与木块B之间的动摩擦因数是多少?

答案:(1)0　(2)20 N　(3)0.1

解析:(1)A做匀速运动,根据平衡条件得A受摩擦力为零,所以B上表面f1=0。

(2)以A、B整体为研究对象,受力分析,根据平衡条件,水平方向上有f2=F=20 N。

(3)以A、B整体为研究对象,竖直方向上有

N=(mA+mB)g

又f2=μN

解得μ=0.1。

5.(2020·四川遂宁射洪中学入学检测)如图所示,在水平作用力F的作用下,木板B在水平地面上向左匀速运动,其水平表面上的木块A静止不动,与之相连的固定在竖直墙上的弹簧测力计的示数为3.6 N。已知木块A重8 N,木板B重12 N。

(1)若此时弹簧测力计弹簧的伸长量为1.2 cm,则该弹簧测力计弹簧的劲度系数为多少?

(2)木块A与木板B之间的动摩擦因数为多少?

(3)若已知木板与水平地面间的动摩擦因数为0.3,则水平力F为多大?

答案:(1)300 N/m　(2)0.45　(3)9.6 N

解析:(1)弹簧测力计的示数为3.6 N,弹簧测力计弹簧的伸长量为1.2 cm=0.012 m,由胡克定律得k==300 N/m。

(2)A保持静止,A水平方向受到弹簧的拉力和B对A的滑动摩擦力,由平衡条件得到,木块A受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧的拉力F弹,即fBA=F弹=3.6 N

由fBA=μ1GA得μ1=0.45。

(3)根据牛顿第三定律可知,A对B的摩擦力大小fAB与B对A的摩擦力fBA大小相等,也是3.6 N。

对B进行受力分析可知,B受到重力、A对B的压力、地面的支持力、A对B的摩擦力、地面对B的摩擦力以及水平力F。

竖直方向:NB=GB+GA=12 N+8 N=20 N

水平方向:F-fB-fAB=0

其中fB=μ2•NB=0.3×20 N=6 N