高中物理人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力达标测试

第三章  相互作用——力

2  摩擦力

【基础巩固】

1.下列关于动摩擦因数的说法正确的是 (    )

A.物体质量越大,物体与其他物体间的动摩擦因数就越大

B.物体在一支持面上滑动,当支持面倾斜放置时动摩擦因数比水平放置时要小

C.两个物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与物体间的压力成反比

D.物体间的动摩擦因数是由接触面的材料和接触面情况确定的,与滑动摩擦力和压力无关

答案:D

2.如图所示,质量m=1 kg的滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,滑块还受到大小为5 N、方向水平向右的力F的作用,g取10 N/kg,则滑块在向左运动的过程中所受的摩擦力              (    )

A.大小为5 N,方向水平向右

B.大小为5 N,方向水平向左

C.大小为1 N,方向水平向右

D.大小为1 N,方向水平向左

答案:C

3. (多选)智能机械臂广泛应用于各种领域.如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球的接触面保持竖直,则                                                                         (　　)

A.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大

B.小球受到的摩擦力与重力大小相等

C.机械臂受到的摩擦力方向竖直向下

D.若铁夹水平匀速移动,小球受到的摩擦力变大

解析:根据二力平衡条件可知,小球在竖直方向上受到的摩擦力与重力大小相等,方向相反;小球所受摩擦力方向竖直向上,由力的相互性可知,机械臂受到的摩擦力方向竖直向下,选项B、C正确.增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力大小仍等于重力,大小不变,选项A错误.水平匀速移动铁夹时,由于小球受力始终平衡,所以摩擦力不变,选项D错误.

答案:BC

4.如图所示,有一个重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上,处于静止状态.现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法正确的是(    )

A.容器受到的摩擦力不变

B.容器受到的摩擦力逐渐增大

C.水平力F一定不变

D.水平力F必须逐渐增大

答案:B

5.如图所示,物体A静止在粗糙水平面上,左边用一轻质弹簧和竖直墙相连,弹簧的长度大于原长.现用从0开始逐渐增大的水平力F向右拉A,直到A被拉动,在A被拉动之前的过程中,弹簧对A的弹力F1的大小和地面对A的摩擦力Ff大小的变化情况是              (    )

A.F1减小                 B.F1增大

C.Ff先减小后增大           D.Ff始终减小

答案:C

6.如图所示,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力F作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑.已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A与B的质量之比为              (    )

A.                        B.

C.                  D.

解析:最大静摩擦力等于滑动摩擦力,B恰好不下滑时,μ1F=mBg,A恰好不滑动,则F=μ2(mAg+mBg),所以=,选项B正确.

答案:B

7.某同学在探究摩擦力的实验中采用了图甲所示的装置,将木块放在水平长木板上,用沿水平方向的力拉长木板,拉力从0开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图像,如图乙所示.已知木块质量为1.0 kg,g取10 N/kg.请回答下列问题:

  甲                         乙

(1)木块与长木板之间的最大静摩擦力Ffmax为　　　　N; 

(2)木块与长木板间的滑动摩擦力为　　　　N; 

(3)木块与长木板间的动摩擦因数μ=　　　　. 

解析:(1)由题图乙可知,在0~4 N随拉力F的增大,摩擦力也增大,可知在拉力大小为0~4 N时,木块与木板间摩擦力为静摩擦力,则最大静摩擦力为4 N.

(2)当拉力达到4 N时,开始发生相对滑动,木块与长木板间的摩擦力变成了滑动摩擦力.由题图乙可知木块与长木板间的滑动摩擦力为3 N.(3)根据滑动摩擦力公式,得μ===0.3.

答案:(1)4　(2)3　(3)0.3

【拓展提高】

8.(多选)如图所示,物体P放在Q之上,Q在光滑水平面上.弹簧测力计Ⅰ左端与物体P相连,右端与墙相连;弹簧测力计Ⅱ右端与Q相连,左端用手水平拉着.当Ⅰ的示数为2 N时,Ⅱ的示数为3 N,则              ()

A.P、Q间一定存在一对滑动摩擦力

B.P所受的摩擦力为2 N,Q所受的摩擦力为 3 N

C.P、Q所受的摩擦力大小均为2 N

D.P、Q所受的摩擦力大小均为3 N

解析:对物体P,由二力平衡知识可知物体肯定受到向左的大小为2 N的摩擦力,根据力的作用是相互的,物体P对物体Q肯定有向右的大小为2 N的摩擦力,物体Q受到向左的大小为3 N的拉力,由于地面光滑,地面对物体Q没有摩擦力,故物体Q受力不平衡,向左滑动,P、Q有相对运动,P、Q间摩擦力为滑动摩擦力.选项A、C正确,选项B、D错误.

答案:AC

9.如图所示,位于水平桌面上的物块P,由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连,从滑轮到P和Q的两段绳都是水平的.已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,绳重及滑轮的轴摩擦不计.若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,则F的大小为              (    )

A.4μmg                B.3μmg

C.2μmg                D.μmg

解析:由题意,P相对桌面向右匀速运动,相对于Q向右匀速运动,以P为研究对象,P受到Q对它的滑动摩擦力Ff1=μmg,方向向左,绳对P的拉力F2=Ff1=μmg,方向向左,桌面对P的滑动摩擦力Ff3=2μmg,方向向左.所以F=Ff1+F2+Ff3=4μmg.选项A正确.

答案:A

10. 为了研究笔记本与书桌之间的动摩擦因数,小明找来了拉力传感器,先测得该笔记本的重力为5.2 N,再按如图甲所示将笔记本静置在水平桌面上,用拉力传感器缓慢拉笔记本,直至笔记本在桌面上匀速向右运动一段距离,截取计算机屏幕上的一段F-t图线,如图乙所示,则:

甲                             乙

(1)笔记本与桌面间的动摩擦因数为　　　　(结果保留两位有效数字); 

(2)当拉力第一次达到2.7 N时,笔记本处于　　　　状态; 

(3)t1时刻传感器示数略大于t2时刻传感器示数,说明　                  . 

解析:(1)用拉力传感器缓慢拉笔记本在桌面上匀速向右运动时,由F-t图像读得拉力为F=2.6 N=μG,

解得动摩擦因数为μ==0.50.

(2)当拉力第一次达到2.7 N时,表示笔记本未被拉动,则处于静止状态.

(3)t1时刻传感器示数2.8 N为最大静摩擦力,t2时刻传感器示数2.6 N为滑动摩擦力,说明最大静摩擦力大于滑动摩擦力.

答案:0.50　静止　最大静摩擦力大于滑动摩擦力

【挑战创新】

11.如图所示,重物A质量为mA=5 kg,重物B质量为mB=2 kg,A与桌面间的最大静摩擦力为Ff=10 N.为使系统处于静止状态,试求拉力F的大小范围.g取

10 N/kg.

解析:在水平方向上,重物A除了受到向左的拉力F、绳子向右的弹力FT外,还受到桌面的摩擦力.

当拉力F取最小值Fmin时,重物A即将向右滑动,所受摩擦力为方向向左的最大静摩擦力Ff.

由Fmin+Ff=FT和FT=mBg,可得

Fmin=mBg-Ff=2×10 N-10 N=10 N.

当拉力F取最大值Fmax时,重物A即将向左滑动,所受摩擦力为方向向右的最大静摩擦力Ff.

由Fmax=FT+Ff和FT=mBg,可得

Fmax=mBg+Ff=2×10 N+10 N=30 N.

因而,拉力F的大小范围是10 N≤F≤30 N.

答案:10 N≤F≤30 N