2021-2022学年新教材高中物理 第3章 力与相互作用 习题课 摩擦力的综合分析训练（含解析）沪科版必修第一册.docx

1、习题课:摩擦力的综合分析课后篇巩固提升合格考达标练1.(多选)下列关于摩擦力的说法,正确的是()A.静摩擦力的方向一定与接触面相切B.只有静止的物体才受到静摩擦力C.运动的物体也可以受到静摩擦力D.静摩擦力的大小与压力的大小成正比解析静摩擦力的方向一定与接触面相切,选项A正确;运动的物体同样可以受到静摩擦力的作用,例如随传送带斜向上运动的物体,选项B错误,C正确;静摩擦力的大小根据二力平衡求解,滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比,选项D错误。答案AC2.关于摩擦力,下列说法正确的是()A.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用B.摩擦力一定是阻力C.受静摩擦力作用的物体一定是静止的D.在压

2、力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,但有一定限度解析静摩擦力产生的条件是相互挤压、接触面粗糙,且有相对滑动趋势,只有同时满足才能产生静摩擦力,选项A错误;摩擦力不一定是阻力,比如正与传送带一起斜向上运动的物体,所受的静摩擦力是动力,此时物体处于运动状态,选项B、C错误;在压力一定的条件下,最大静摩擦力通常不变,但静摩擦力却随引起滑动趋势的外力的变化而变化,选项D正确。答案D3.如图所示,A为长木板,在光滑水平面上以速度v1匀速向右运动,同时物块B在A的上表面以速度v2匀速向右运动,且A、B间接触面粗糙。下列判断正确的是()A.若v1=v2,A、B之间无摩擦力B.若v1v2,A受到B所施

3、加的向右的滑动摩擦力C.若v1v2,A、B之间无滑动摩擦力答案A4.关于摩擦力,有人总结了四条“不一定”,其中说法错误的是()A.摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反B.静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C.受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力解析摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反,也可能与物体运动方向相同,选项A正确。静摩擦力的方向不一定与运动方向共线,也可能成一定角度,例如用手竖直握住瓶子,让瓶子水平移动,选项B正确。运动的物体和静止的物体都可能受到静摩擦力或滑动摩擦力的作用,例如货物在传送带上向高处运动时,货物受静摩擦力但不静止

4、;正在滑轨上滑行的物体,滑轨受到滑动摩擦力,而滑轨是静止的,选项C正确。静摩擦力和滑动摩擦力都既可能是阻力,也可能是动力,选项D错误。答案D5.(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,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,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fmax=21 NB.木箱所受的最大静摩擦力fmax=20 NC.木箱与地面间的动摩擦因数=0.21D.木箱与地面间的动摩擦因数=0.2解析木箱受到的静摩擦力随推力的增大而增大,最大静摩擦力为21N,当推力F21N后,静摩擦力变为滑动摩擦力,大小为20N,木箱

5、与地面间的动摩擦因数=fmg=0.2,选项A、D正确。答案AD6.(多选)用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻F减小为零。则物体所受的摩擦力f随时间t的变化图像可能是下列图像中的()解析若当拉力为零时,物体仍在滑动,则物体在0t1时间内受到的一直是滑动摩擦力,即大小不变;若当拉力为零前,物体已静止,则物体先受滑动摩擦力,后受静摩擦力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力的大小相等,而物体静止时拉力的大小小于滑动摩擦力的大小;故B、D正确,A、C错误。答案BD7.如图所示,有黑白两条毛巾交替折叠放在水平地面上,白毛巾的中部用

6、细线与墙连接着,黑毛巾的中部用细线拉住。设细线均水平,欲使黑白毛巾分离开来,若每条毛巾的质量均为m、毛巾之间及其与地面之间的动摩擦因数均为,则将黑毛巾匀速拉出需施加的水平拉力F为()A.2mgB.4mgC.5mgD.52mg解析以黑毛巾为研究对象,其水平受力如图所示:其中f1=12mg,f2=mg,f3=32mg,f4=2mg,故F=f1+f2+f3+f4=5mg,故选C。答案C8.(多选)木块A、B的重力分别为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F=1 N的水平

7、拉力作用在木块B上,如图所示。力F作用后(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 NB.木块A所受摩擦力大小是8 NC.木块B所受摩擦力大小是7 ND.木块B所受摩擦力大小是9 N解析木块A与地面间的最大静摩擦力为fmax=mAg=0.2550N=12.5N;木块B与地面间的最大静摩擦力为fmax=mBg=0.2560N=15N;弹簧弹力为F弹=kx=4000.02N=8N;施加水平拉力F后,对B,水平方向受向右的弹簧弹力和拉力,由于木块B与地面间的最大静摩擦力为15N,大于弹簧弹力和拉力之和,故木块B静止不动,故物块B受到的静摩擦力fB=F弹+F=8N+1N=9N

8、;施加水平拉力F后,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左滑动的趋势,则A受到向右的静摩擦力,且与弹簧弹力大小相等,因而fA=F弹=8N。故选B、D。答案BD9.为测量物体与长木板间的动摩擦因数,某同学设计了如图所示的实验,用外力F水平拉长木板时,测力计的示数与物体A和长木板间的滑动摩擦力相等,改变物体A上的砝码数可以改变物体A与木板间的压力,每个砝码重力为1 N,已知放上3个砝码时测力计读数为2.6 N,放上5个砝码时测力计读数为3.0 N,求物体A与木板间的动摩擦因数及物体A的重力。(g取10 m/s2)解析设物体A的质量为M,则当放3个砝码时,根据二力平衡可知f1=(M+3m

9、)g;放5个砝码时,根据二力平衡可知f2=(M+5m)g;联立解得=0.2,Mg=10N。答案0.210 N等级考提升练10.如图所示,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,物块与地面间的最大静摩擦力为fmax,则弹簧的劲度系数为()A.fmaxx1+x2B.2fmaxx1+x2C.2fmaxx2-x1D.fmaxx2-x1解析设弹簧原长为L,由胡克定律,当物块离墙壁最近时有k(L-x1)=fmax,当物块离墙壁最远时有k(x2-L)=fmax,联立解得k=2fmaxx2-x1,选项

10、C正确。答案C11.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。如图所示,当F逐渐增大时,下列说法中正确的是()A.a受到的摩擦力有两个B.a与b间的静摩擦力大小随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对a的摩擦力方向竖直向下答案C12.如图所示的皮带传动装置中,O1是主动轮,O2是从动轮,A、B分别是皮带上与两轮接触的点,C、D分别是两轮边缘与皮带接触的点(为清楚起见,图中将两轮与皮带画得略为分开,而实际上皮带与两轮是紧密接触的)。当O1顺时针启动时,若皮带与两轮间不打滑,则A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向分别是()A.向上,向下,向下,向上

11、B.向下,向上,向上,向下C.向上,向上,向下,向下D.向下,向下,向上,向上解析假设主动轮O1与皮带间无摩擦力作用,则当O1顺时针启动时,O1与皮带间将会打滑,此时C点将相对于A点向上运动。实际上,O1与皮带间没有打滑,可见C点相对于A点有向上运动的趋势;即A点相对于C点有向下运动的趋势。根据静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反,可知C、A两点受到的静摩擦力fC、fA的方向分别是向下、向上。同理,可判断B、D两点的情况,如图所示。答案C13.如图所示,物体A的质量mA=0.2 kg,放在水平面上的物体B的质量mB=1.0 kg,轻绳和滑轮间的摩擦不计,且绳的OB部分水平,OA部分竖直,

12、最大静摩擦力等于滑动摩擦力,且A和B恰好处于静止状态。(g取10 m/s2)(1)求物体B与水平面间的动摩擦因数。(2)如果用水平力F向左拉B,使物体A和B做匀速运动,需多大的拉力?(3)若在物体B上放一个质量与物体B相等的物体,则物体B受到的摩擦力为多大?解析(1)物体B水平方向受摩擦力和绳的拉力,二力平衡。由于绳的拉力等于mAg且A和B恰好处于静止,所以mBg=mAg,解得=0.2。(2)用水平力向左拉B,物体B水平方向受水平力F、绳的拉力和水平方向的摩擦力,物体B做匀速运动,处于平衡状态,则水平方向F与B受到的摩擦力和绳的拉力之和大小相等,即F=mBg+mAg=4N。(3)物体B静止不动,放上另一物体后,物体B受到的摩擦力仍等于物体A的重力,f=mAg=2N。答案(1)0.2(2)4 N(3)2 N