高考物理一轮复习 2.2摩擦力课时作业 新人教版必修1
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2、摩擦力[基础训练]1.如图所示,磁性黑板擦静止吸附在竖立的铁质黑板上.若黑板擦的重力大小为G,黑板对黑板擦的磁场力垂直于黑板平面,则( )A.黑板擦对黑板没有施加摩擦力B.黑板对黑板擦的作用力方向竖直向上C.黑板擦受到的磁场力大小一定等于GD.黑板擦受到的弹力大小不可能大于G答案:B 解析:对磁性黑板擦受力分析,受重力、磁场力、弹力以及摩擦力的作用,竖直方向上,重力与黑板对黑板擦的摩擦力平衡,垂直于黑板平面的方向上,黑板对黑板擦的磁场力与弹力平衡,则A错误,B正确;而黑板擦受到的弹力、磁场力与重力的大小关系不能确定,则C、D错误.2.如图所示,倾角为θ=37°的斜面固定在水平地面上,质量为1 kg的滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行(斜面足够长,滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8).则该滑块所受摩擦力f随时间t变化的图象为下图中的(取初速度v0的方向为正方向,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)答案:B 解析:滑块以初速度v0从斜面底端沿斜面向上滑行,受到的是滑动摩擦力,由公式f=μN可得f=μmg cos 37°=0.8×1×10×0.8 N=6.4 N,方向沿着斜面向下,重力的下滑分力等于mg sin 37°=1×10×0.6 N=6 N<6.4 N,所以滑块滑到最高点时处于静止状态.因此滑块受到的静摩擦力大小为6 N,方向沿着斜面向上,B项正确,A、C、D 项错误.3.如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力.当手拉木板从木块下抽出时,弹簧测力计的示数为F f,由此可知( )A.木板与桌面间的滑动摩擦力等于F fB.木块与木板间的滑动摩擦力等于F fC.绳子对木板的拉力等于F fD.人手对绳子的拉力等于F f答案:B 解析:由于木块静止,所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力F f,B正确,A错误;绳子对木板的拉力、人手对绳子的拉力都未知,C、D错误.4.如图所示,物块A放在倾斜的水板上,木板的倾角α分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同,则物块和木板间的动摩擦因数为( )A.12B.32C.22D.52答案:C 解析:由题意可以判断出,当倾角α=30°时,物块受到的摩擦力是静摩擦力,大小为F f1=mg sin 30°,当α=45°时,物块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为F f2=μF N=μmg cos 45°,由F f1=F f2得μ=2 2.5.(2018·贵州贵阳检测)如图所示,轻质弹簧的左端与物块P相连,另一端固定在木板上.先将木板水平放置,并使弹簧处于压缩状态,缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增大,直至物块P刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P所受静摩擦力的大小变化情况是( )A.一直增大B.保持不变C.先减小后增大D.先增大后减小答案:A 解析:在抬起木板右端的过程中,物块受重力、支持力、弹簧对物块沿木板向下的弹力、摩擦力作用,由平衡条件有mg sin α+kx=F f,α为木板与水平面的夹角,所以在抬起木板右端的过程中物块所受摩擦力不断增大,A项正确.[能力提升]6.(2018·天津模拟)如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,那么木板受到地面的摩擦力大小为( )A.μ1Mg B.μ2mgC.μ1(m+M)g D.μ1Mg+μ2mg答案:B 解析:因为木块对木板的摩擦力大小为μ2mg,方向水平向右,而木板静止,所以地面给木板的静摩擦力水平向左,大小为μ2mg,选项B正确.7.一方形木板置在水平地面上,在方形木板的上方有一条状竖直挡板,挡板的两端固定于水平地面上,挡板跟水板之间并不接触.现在有一方形物块在木板上沿挡板以某一速度运动,同时方形木板以相等大小的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡扳和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,物块的质量为m,重力加速度为g,则竖直挡板对物块的摩擦力大小为( )A.0 B.22μ1μ2mgC.12μ1μ2mg D.2μ1μ2mg答案:B 解析:物块沿运动方向受挡板的摩擦力为f1=μ1F N,因物块沿挡板运动的速度等于木板的运动速度,故物块相对木板的速度方向与挡板成45°角,物块受木板的摩擦力为f2=μ2mg,其方向与挡板成45°角.则在垂直挡板方向F N=μ2mg cos 45°=22μ2mg,则f1=μ1F N=22μ1μ2mg,故B项正确.8.(2018·山东淄博摸底)一横截面为等腰三角形的斜面体放在地面上,斜面的倾角均为30°,两个均可视为质点的完全相同的滑块甲和乙放在斜面体上,如图所示,斜面体在地面上静止而两滑块刚好沿斜面匀速下滑;假设一切接触面均有摩擦,在滑块甲、乙上分别施加沿两斜面向下的外力F1、F2,且F1>F2,则两滑块在下滑的过程中( )A.滑块乙与斜面体之间的摩擦力增大B.地面对斜面体的摩擦力向右C.滑块甲对斜面体的压力增大D.斜面体对地面的压力大小等于三者重力之和答案:D 解析:滑块甲、乙沿斜面体匀速下滑时,三者都处于平衡状态,故对三者整体受力分析,整体受重力和支持力,不受摩擦力,故地面对斜面体的支持力大小为三者重力之和,当在两滑块上施加外力后,两滑块对斜面体的压力和摩擦力均不变,斜面体的受力情况不变,故斜面体仍保持静止,与地面间没有摩擦力,根据牛顿第三定律可知斜面体对地面的压力大小等于三者重力之和,D正确.。
高考物理一轮复习摩擦力课时精选习题(含解析)学案7 摩擦力一、概念规律题组1.下列说法中不正确的是()A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B.两物体间有摩擦力,则其间必有弹力C.两物体间有弹力,则其间不一定有摩擦力D.两物体间无弹力,则其间必无摩擦力2.关于静摩擦力,下列说法中不正确的是()A.两个运动的物体之间可能有静摩擦力的作用B.静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反C.当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时,但不可以用F=μF N计算静摩擦力D.静摩擦力的大小与接触面的性质及正压力有关图13.如图1所示,物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下,静止于水平地面上,则物体所受摩擦力F f的大小和方向为()A.F1>F2时,F f=F1-F2,方向水平向左B.F1<F2时,F f=F2-F1,方向水平向右C.F2=F1,F f=0D.根据摩擦力计算公式可知,F f为定值μmg图24.如图2所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个水平向左大小为10 N的拉力F作用,则物体受到滑动摩擦力为(g取10 N/kg)()A.10 N,水平向右B.10 N,水平向左C.20 N,水平向右D.20 N,水平向左二、思想方法题组图35.如图3所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是()A.A受到B摩擦力的作用B.B受到A、C摩擦力的作用C.B只受C摩擦力的作用D.C只受地面摩擦力的作用图46.如图4所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向以及摩擦力是动力还是阻力.(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面间无相对滑动);(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;(5)汽车突然加速,木箱在车上滑动时.一、静摩擦力1.静摩擦力的有无及其方向的判断静摩擦力是否存在及其方向的确定,通常采用的方法有“假设法”和“反推法”.(1)假设法:假设接触面光滑,看物体是否会发生相对运动.若发生相对运动,则说明物体间有相对运动趋势,且假设接触面光滑后物体发生相对运动的方向即为相对运动趋势的方向,从而确定静摩擦力的方向.也可以先假设静摩擦力沿某方向,再分析物体运动状态是否出现跟已知条件相矛盾的结果,从而对假设方向做出取舍.(2)反推法:从研究物体表现出的运动状态这个结果反推它必须具有的条件,分析组成条件的相关因素中摩擦力所起的作用,就很容易判断出摩擦力的方向了.【例1】指明物体A在以下四种情况下所受的静摩擦力的方向.①物体A静止于斜面上,如图5甲所示;②物体A受到水平拉力F作用仍静止在水平面上,如图乙所示;③物体A放在车上,在刹车过程中,A相对于车厢静止,如图丙所示;④物体A在水平转台上,随转台一起匀速转动,如图丁所示.图5[规范思维][针对训练1]如图6所示,物体A置于倾斜的传送带上,它能随传送带一起向上或向下做匀速运动,下列关于物体A在上述两种情况下的受力描述,正确的是()图6A.物体A随传送带一起向上运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下B.物体A随传送带一起向下运动时,A所受的摩擦力沿斜面向下C.物体A随传送带一起向下运动时,A不受摩擦力作用D.无论物体A随传送带一起向上还是向下运动,传送带对物体A的作用力均相同2.静摩擦力大小的计算(1)静摩擦力与使物体产生相对运动趋势的外力密切相关,但与两接触面间的相互间的压力F N无直接关系,依据物体的运动状态进行计算.(2)物体处于平衡状态时(静止或匀速直线运动),利用力的平衡条件求解.(3)若有加速度时,可由动力学规律建立方程求解.【例2】物块静止在固定的斜面上,分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F,A中F垂直于斜面向上,B中F垂直于斜面向下,C中F竖直向上,D中F竖直向下,施力后物块仍然静止,则物块所受的静摩擦力增大的是()[规范思维]二、滑动摩擦力的大小与方向1.滑动摩擦力一定与物体间相对运动的方向相反2.计算公式:F =μF N ,其中μ为动摩擦因数,它与材料,接触面粗糙程度有关,与运动的速度、接触面积无关.图7【例3】 如图7所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm ,一端固定于质量m =2 kg 的物体上,另一端施一水平拉力F.(g =10 m /s 2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长至12 cm 时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?(2)若将弹簧拉长至11 cm ,物体所受到的摩擦力大小为多少?(3)若将弹簧拉长至13 cm ,物体所受的摩擦力大小为多少?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)[规范思维]【例4】 如图8所示,一物块置于水平地面上.当用与水平方向成60°角的力F 1拉物块时,物块做匀速直线运动;当改用与水平方向成30°角的力F 2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F 1和F 2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为( )图8 A .3-1 B .2- 3C .32-12D .1-32[规范思维][针对训练2] 如图9所示,图9质量分别为m 和M 的两物体P 和Q 叠放在倾角为θ的斜面上,P 、Q 之间的动摩擦因数为μ1,Q 与斜面间的动摩擦因数为μ2,当它们从静止开始沿斜面加速下滑时,两物体始终保持相对静止,则P 受到的摩擦力大小为( )A .0B .μ1mg cos θC .μ2mg cos θD .(μ1+μ2)mg cos θ【基础演练】1.如图10所示,图10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,则下列说法中正确的是()A.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐减小C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大图112.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11所示,则在匀加速拖出的过程中()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.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大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3.图12如图12所示,物体A放在倾斜的木板上,木板的倾角α为30°和45°时物块所受的摩擦力大小恰好相等,则物块和木板间的滑动摩擦因数为()A.1/2 B.2/2C.3/2D.5/24.图13如图13所示,用水平力F推乙物块,使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起沿水平地面以相同的速度匀速运动,各物块受到摩擦力的情况是()A.甲物块受到一个摩擦力的作用B.乙物体受到两个摩擦力的作用C.丙物体受到两个摩擦力的作用D.丁物块没有受到摩擦力的作用图145.如图14所示,质量为m的小物块以初速度v0沿足够长的固定斜面上滑,斜面倾角为θ,物块与该斜面间的动摩擦因数μ>tanθ,下图中表示该物块的速度v和所受摩擦力F f随时间t变化的图线(以初速度v0的方向为正方向),可能正确的是()6.图15如图15所示,质量为m1的木块在质量为m2的长木板上滑行,长木板与地面间动摩擦因数为μ1,木块与长木板间动摩擦因数为μ2,若长木板仍处于静止状态,则长木板受地面摩擦力大小一定为() A.μ1(m1+m2)g B.μ2m1gC.μ1m1g D.μ1m1g+μ2m2g图167.如图16所示,带有长方体盒子的斜劈A放在固定的斜面体C上,在盒子内放有光滑球B,B恰与盒子前、后壁P、Q点相接触.若使斜劈A在斜面C上静止不动,则P、Q对球B无压力.以下说法不正确的是()A.若C的斜面光滑,斜劈A由静止释放,则Q点对球B有压力B.若C的斜面光滑,斜劈A以一定的初速度沿斜面向上滑行,则P、Q对球B均无压力C.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面匀速下滑,则P、Q对球B均无压力D.若C的斜面粗糙,斜劈A沿斜面加速下滑,则Q点对球B有压力【能力提升】8.一个质量为3 kg的物体,被放置在倾角为α=37°、动摩擦因数为0.2的固定斜面上,下列选项中所示的四种情况下物体不能处于平衡状态的是(令最大静摩擦力等于滑动摩擦力,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g=10 m/s2)()9.图17如图17所示,将质量为m的滑块放在倾角为θ的固定斜面上.滑块与斜面之间的动摩擦因数为μ.若滑块与斜面之间的最大静摩擦力和滑动摩擦力大小相等,重力加速度为g,则()A.将滑块由静止释放,如果μ>tanθ,滑块将下滑B.给滑块沿斜面向下的初速度,如果μ<tanθ,滑块将减速下滑C.用平行于斜面向上的力拉着滑块向上匀速滑动,如果μ=tanθ,拉力大小应是2mg sinθD mg sinθ10.图18某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图18所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表中是她记录的实验数据.木块的重力为10.00 N,重力加速度为g=9.8 m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留34 匀加速 5.015 匀加速 5.49(1)max(2)木块与桌面间的动摩擦因数μ=________;(3)木块匀加速运动时受到的摩擦力F f=________ N.11.如图19所示,图19水平面上有一重为40 N的物体,受到F1=13 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.图2012.如图20所示,在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体,物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求:(1)物体所受的摩擦力(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8);(2)若用原长为10 cm,劲度系数为3.1×103N/m的弹簧沿斜面向上拉物体,使之向上匀速运动,则弹簧的最终长度是多少?(取g=10 m/s2)学案7摩擦力【课前双基回扣】1.BD 2.AB3.AC[①当F1>F2时,物体有向左的运动趋势,故F f方向为水平向右,根据平衡条件可知F f=F1-F2.②当F1<F2时,物体有向右的运动趋势,故F f方向为水平向左,同理可得,F f=F2-F1.③当F1=F2时,物体受力平衡,无相对运动趋势,故F f=0.④题中已知物体处于静止状态,不会有滑动摩擦力产生,计算公式不成立.故正确答案为A、C.] 4.D[本题考查滑动摩擦力的大小和方向与物体受到的动力方向无关的特点.在本题中,物体受水平力和不受水平力,物体对地面的压力都等于物体的重力,据滑动摩擦力计算公式:F=μF N,其中F N=mg=200 N,得到F=20 N,摩擦力方向与物体相对地面的运动方向相反,即水平向左.] 5.C[由于A处于平衡状态,故A不受B的摩擦力;把A、B作为一个整体,水平方向上其受到力F 的作用,故C对B有向左的摩擦力,根据力的定义,B对C有向右的摩擦力,把A、B、C作为一个整体,由于其受力平衡,故地面对C有向左的摩擦力,根据以上分析,只有选项C正确.]6.见解析解析(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时,假设二者的接触面是光滑的,则汽车加速时,木箱会保持原有静止状态,因此它将相对于汽车向后滑动,而实际木箱没有滑动,有相对于汽车向后滑动的趋势,所以,木箱受到向前的静摩擦力.因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相同,是动力.(2)汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对汽车向前滑动,而实际木箱没有滑动,但有相对汽车向前滑动的趋势,所以木箱受到向后的静摩擦力.因为静摩擦力的方向与木箱运动方向相反,是阻力.(3)木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动,木箱受到重力和支持力,假设木箱再受到汽车的水平向前的摩擦力,由二力平衡条件可知:竖直方向上支持力与重力抵消,但水平方向上没有力与摩擦力抵消,这样物体不能保持平衡,故假设不正确,所以木箱不受摩擦力作用.(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时,木箱和汽车之间有相对运动,且相对汽车向前滑动,故木箱受到向后的滑动摩擦力,因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相反,是阻力.(5)汽车突然加速,木箱在车上滑动时,木箱和汽车之间有相对运动,且相对汽车向后滑动,故木箱受到向前的滑动摩擦力.因为滑动摩擦力的方向与木箱运动方向相同,是动力.思维提升1.摩擦力的多解问题主要是由于:(1)静摩擦力的大小、方向会随外因(外力,状态)改变而改变;(2)不同条件下,物体所受的摩擦力可能是静摩擦力、最大静摩擦力或滑动摩擦力.在分析时分别讨论可使问题简化.2.(1)如何分析一个物体受到的摩擦力?一看“接触”,看该物体与周围几个物体接触,就最多可能有几个摩擦力.二看接触面间是否有“压力”,是否有“相对运动”或“相对运动趋势”.三要“分析”,综合分析物体的受力情况,结合物体的运动状态,判断物体所受摩擦力的情况.(2)判断摩擦力时,有时还会用到假设法和整体法.3.(1)“假设法”是判断静摩擦力方向的有效方法.(2)对于摩擦力,如果没有明确指出物体受的是滑动摩擦力还是静摩擦力,那它的方向可以与物体运动的方向相反,也可以与物体运动的方向相同.【核心考点突破】例1 甲图中,沿斜面向上 乙图中,水平向左 丙图中,水平向左 丁图中,总指向圆心解析 运用假设法判断出图甲斜面上的物体有沿斜面向下滑动的趋势,所受的静摩擦力沿斜面向上;图乙中的物体A 有向右滑动的趋势,所受静摩擦力沿水平面向左.判断静摩擦力方向,还可以根据共点力作用下物体的平衡条件或牛顿第二定律判断,图丙中,A 物体随车一起向右减速运动,其加速度方向水平向左,故A 物体所受静摩擦力水平向左(与加速度同向);图丁中,A 物体随转台匀速转动,做匀速圆周运动,其加速度总指向圆心,则A 受到的静摩擦力也总指向圆心.[规范思维] (1)静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,但物体本身不一定静止;(2)静摩擦力的方向可以和运动方向相同,也可以和运动方向相反,还可能成任意夹角(如手拿瓶子斜向上运动的过程中).所以静摩擦力可以是阻力,也可以是动力;(3)静摩擦力方向的判断有时根据产生条件无法直接判断出来,要结合物体的运动情况来进行判断.例2 D [对物块受力分析,由平衡条件知A 、B 两种情况不会改变摩擦力的大小,C 中F 竖直向上,静摩擦力减小,D 中F 竖直向下,静摩擦力由mg sin θ变为(mg +F )sin θ,增大,故D 对.][规范思维] 静摩擦力的大小通常可根据平衡条件或牛顿第二定律来计算.例3 (1)200 N/m (2)2 N (3)4 N解析 (1)物体匀速运动时,k (x -x 0)=μmg则k =μmg x -x 0=0.2×2×100.12-0.10N/m =200 N/m (2)F 1=k (x 1-x 0)=200×(0.11-0.10) N =2 N最大静摩擦力可看作等于滑动摩擦力F max =0.2×2×10 N =4 N故物体没动,所受静摩擦力F f1=F 1=2 N.(3)弹簧弹力F 2=k (x 2-x 0)=200×(0.13-0.10) N =6 N.物体将加速前进,此时所受到的滑动摩擦力为F f2=μF N =μmg =0.2×2×10 N =4 N.[规范思维]摩擦力大小的计算方法:在计算摩擦力的大小之前,必须先分析物体的运动情况,判明是滑动摩擦,还是静摩擦.(1)滑动摩擦力的计算方法:可用F f=μF N计算.最关键的是对相互挤压力F N的分析,并不总是等于物体的重力,它跟研究对象受到的垂直于接触面方向的力密切相关.(2)静摩擦力的计算方法:一般应根据物体的运动情况(静止、匀速运动或加速运动),利用平衡条件或牛顿定律列方程求解.例4 B[物体受重力mg、支持力F N、已知力F的共同作用且处于平衡状态,根据平衡条件,有F1cos 60°=μ(mg-F1sin 60°) F2cos 30°=μ(mg+F2sin 30°)又F1=F2,联立解得μ=2- 3.][规范思维]本题首先应分析物体的受力情况,然后列平衡方程,联立求解.注意滑动摩擦力F f=μF N,而F N随外力F的变化而变化.[针对训练]1.D[由于A随传送带一起匀速运动,相对静止,由力的平衡条件知,无论向上运动还是向下运动,A受的静摩擦力方向一定都是向上的,且大小为F f=mg sin θ,选项D正确.]2.C[当物体P和Q一起沿斜面加速下滑时,其加速度可由对整体运用牛顿第二定律求得,即a=g sin θ-μ2g cos θ再对物体P运用牛顿第二定律,得mg sin θ-F f=ma从而求得P所受的静摩擦力为:F f=μ2mg cos θ,故C选项正确.]【课时效果检测】1.BC 2.D 3.B 4.C5.AC[物块向上滑动时做匀减速运动,所受摩擦力是滑动摩擦力,F f1=μmg cos θ,沿斜面向下;当物体速度减为零后,由于μ>tan θ,物块静止在斜面上,受静摩擦力,F f2=mg sin θ,沿斜面向上,且F f1>F f2,选项A、C正确.]6.B[木块在木板上滑行,木板上表面所受滑动摩擦力F f=μ2m1g;木板处于静止状态,水平方向上受到木块对木板的滑动摩擦力和地面对木板的静摩擦力,根据力的平衡条件可知,地面对木板的静摩擦力的大小等于木块对木板的滑动摩擦力的大小,B项正确.]7.CD[若C的斜面光滑,无论A由静止释放还是沿斜面向上滑行,通过A、B整体受力分析可知,整体具有沿斜面向下的加速度,B球所受合力应沿斜面向下,故Q点对球B有压力,A、B项错;若C的斜面粗糙,斜劈A匀速下滑时,整体所受合力为零,故P、Q不可能对球B有压力,C项正确;若C的斜面粗糙,斜劈A加速下滑时,A、B整体具有沿斜面向下的加速度,球B所受合力也应沿斜面向下,故Q点一定对球B有压力,D项正确.]8.BCD[物体与斜面间的最大静摩擦力F max=μmg cos 37°=4.8 N假设物体不动,物体受斜面的静摩擦力沿斜面向上,由F+F f=mg sin 37°可得F f A=9 N>F max,F f B=3 N<F maxF f C=0<F max,F f D=-4 N,|F f D|<F max,负号表示F f方向沿斜面向下,可以得出,B、C、D均处于平衡状态,A物体沿斜面向下运动,故选B、C、D.]9.C[若有mg sin θ=μmg cos θ,则μ=tan θ,滑块恰好平衡;若μ>tan θ,则mg sin θ<μmg cos θ,由静止释放,滑块不下滑;若μ<tan θ,即mg sin θ>μmg cos θ,给滑块一向下的初速度,滑块将加速下滑;用平行于斜面的力向上拉滑块让它匀速运动,若μ=tan θ,拉力为2mg sin θ;用平行于斜面向下的力拉滑块让它向下匀速运动,拉力为零,故C正确.]10.(1)4.01(2)0.401(3)4.01解析(1)由题表可知,木块受到的滑动摩擦力为4.01 N,因此最大静摩擦力F max一定大于4.01 N.(2)由F f=μmg得:μ=0.401.(3)木块匀加速运动时所受的摩擦力为滑动摩擦力,故F f=4.01 N.11.(1)7 N水平向右(2)6 N水平向左解析(1)设物体相对地面静止,则有F1=F2+F f,得F f=7 N,而F max=μmg=8 N>F f,故物体没动,受静摩擦力,大小为7 N,方向水平向右.(2)撤去F1后,F f′=F2=6 N<F max故物体受静摩擦力,大小为6 N,方向水平向左.12.(1)30 N,方向沿斜面向上(2)12 cm解析(1)物体静止在斜面上时对物体受力分析如图a所示,则物体受到静摩擦力F f=mg sin 37°代入数据得F f=5×10×sin 37° N=30 N,摩擦力方向沿斜面向上.(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时,如图b所示,设弹簧拉力为F,伸长量为x,则F=kx F =mg sin 37°+F滑,F滑=μmg cos 37°弹簧最终长度l=l0+x,联立以上方程解得l=12 cm.易错点评1.运动的物体可以受到静摩擦力;静止的物体也可以受到滑动摩擦力.物体受何种摩擦力,取决于物体间的相对运动,而不是物体是否运动.2.摩擦力可以是动力,也可以是阻力.是动力还是阻力取决于摩擦力与物体运动方向间的关系.3.公式F=μF N只能用来计算滑动摩擦力,不能用来计算静摩擦力.静摩擦力的大小一般利用平衡条件或牛顿定律求解.。
摩擦力[课时提升作业]一、选择题(1~6题只有一个选项符合题目要求,7~10题有多个选项符合题目要求)1.关于由滑动摩擦力公式F f =μF N 推出的μ=F f F N,下列说法正确的是( )A .动摩擦因数μ与摩擦力F f 成正比,F f 越大,μ越大B .动摩擦因数μ与正压力F Ν成反比,F N 越大,μ越小C .μ与F f 成正比,与F N 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: 动摩擦因数μ的大小由接触面的粗糙情况及材料决定,与摩擦力F f 和压力F N 无关,一旦材料和接触面的情况确定了,动摩擦因数μ也就确定了。
答案: D2.如图所示,物体A 静止在固定的斜面B 上,下列关于物体A 所受摩擦力的说法正确的是( )A .A 不受摩擦力作用B .A 受摩擦力作用,且方向沿斜面向上C .A 受摩擦力作用,且方向沿斜面向下D .A 受摩擦力作用,且方向垂直斜面向上解析: 物体A 在斜面上有沿斜面向下的运动趋势,所以A 受B 的静摩擦力作用,且方向沿斜面向上,故选项B 正确。
答案: B3.一块质量均匀分布的长方体木块按如图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动,其中甲图中木块做匀速运动,乙图中木块做匀加速运动,丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动。
则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是( )A .F f 甲=F f 乙<F f 丙B .F f 甲=F f 丙<F f 乙C .F f 甲=F f 乙=F f 丙D .F f 丙<F f 甲=F f 乙解析: 根据公式F f =μF N 知,滑动摩擦力的大小与接触面积的大小无关,与运动状态也无关,C正确。
答案: C4.如图甲所示,小孩用80 N的水平力推木箱不动,木箱此时受到的摩擦力大小为F1;乙图中,小孩用100 N的水平力恰能推动木箱,此时木箱与地面间的摩擦力大小为F2;丙图中,小孩把木箱推动了,此时木箱与地面间摩擦力大小为F3。
第2课时摩擦力STEP活页作业■强化训练技能提高1. (多选)下列关于重力、弹力和摩擦力的说法,正确的是( )A. 物体的重心不一定在物体的几何中心上B. 劲度系数越大的弹簧,产生的弹力越大C. 动摩擦因数与物体之间的压力成反比,与滑动摩擦力成正比D. 静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间解析物体的重心不一定在物体的几何中心上,如质量分布不均匀的球体,A对;根据胡克定律F= kx可知,B错;对于确定的物体之间,动摩擦因数是常数,C错;静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间,D对。
答案AD2. (多选)下列关于摩擦力的说法中,正确的是( )A. 滑动摩擦力的大小一定与接触面上的压力成正比B. 运动物体受到的摩擦力不一定等于口F NC. 在水平面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力大小成正比D. 以上说法都不正确解析解答本题时要注意静摩擦力与滑动摩擦力的区别,静摩擦力并非与接触面间的压力成正比,而且压力不一定等于重力,故选项A正确、C错误;运动的物体可能受静摩擦力的作用,选项B正确。
答案AB3. 质量为m的物体在水平面上,在大小相等、互相垂直的水平力F i和F a的作用下,从静止1所示,若物体与水平面间的动摩擦因数为口,则物体( ) 开始沿水平面运动,如图A. 在F i的反方向上受到B. 在F a的反方向上受到F fi= 口mg的摩擦力F= 口mg的摩擦C.在F l 、F 2合力的反方向上受到的摩擦力为 F f= :2 口 mgD.在F i 、F 2合力的反方向上受到的摩擦力为 F f = 口mg答案 D4. (2014 •黄冈质检)如图2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X I 、X 2。
物块与地面间的最大静摩擦力为F fm ,则弹簧的劲度系数为( )F fmA. -X i + X 2F fmD.-X 2— X i解析 设弹簧原长为L ,由胡克定律知对物块离墙壁最近的点有 k (L — X i ) = F fm ,对物块2F fm离墙壁最远的点有 k ( X 2 — L ) = F fm ,联立解得k = , C 对。
第2节摩擦力基础过关1.关于滑动摩擦力,以下说法中正确的是()A.只有运动的物体才受到滑动摩擦力B.滑动摩擦力总跟物体的重力成正比C.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动D.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动『解析』滑动摩擦力产生于两个有相对运动的物体间,但受滑动摩擦力的物体不一定运动,A错误;滑动摩擦力总跟物体的正压力成正比,与重力不一定成正比,B错误;滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,并不一定阻碍物体的运动,C错误,D正确。
『答案』 D2.(多选)关于摩擦力与弹力的关系,下列说法中正确的是()A.有弹力一定有摩擦力B.有弹力不一定有摩擦力C.有摩擦力一定有弹力D.同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直『解析』若相互接触的两个物体之间有弹力,但两物体间无相对运动或相对运动趋势,则不可能有摩擦力,选项A错误,B正确;有弹力是有摩擦力的必要条件,所以有摩擦力必有弹力,选项C正确;根据弹力和摩擦力的方向关系可知D正确。
『答案』BCD3.用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止,如图所示,关于瓶子所受的摩擦力,下列说法正确的是()A.握力越大,摩擦力越大B.只要瓶子不动,摩擦力的大小就与握力的大小无关C.如果握力加倍,则摩擦力的方向由向下变成向上D.手越干越粗糙,摩擦力越大『答案』 B4.(多选)自行车是很普及的代步工具,不论它的品牌如何,从自行车的结构和使用上来看,它涉及许多物理知识,下列对其认识正确的是()A.自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹,并且都使用动摩擦因数大的材料,增大摩擦力B.车轴处经常涂一些润滑油,以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力C.车轴处一般有滚珠,变滚动摩擦为滑动摩擦来减小摩擦力D.刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车块与车圈之间的压力,从而增大摩擦力『解析』自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹,并且都使用动摩擦因数大的材料,目的是增大摩擦力,选项A正确;车轴处经常涂一些润滑油,以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力,选项B正确;车轴处一般有滚珠,变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力,选项C错误;刹车时,用力捏紧车闸,以增大刹车块与车圈之间的压力,从而增大摩擦力,选项D正确。
摩擦力课后篇巩固提升合格考达标练1.冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。
如图所示,比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。
设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,受到的滑动摩擦力为F f,则冰道被擦刷后()A.μ和F f都增大B.μ和F f都减小C.μ增大,F f减小D.μ减小,F f增大,能降低冰面的粗糙程度,即减小动摩擦因数μ;滑动摩擦力为F f=μF N,F N=mg不变,即F f减小。
2.用如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动。
用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大。
下列说法正确的是()A.木块开始运动前,摩擦力可以用公式F=μF N计算B.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小C.木块开始运动前,拉力小于摩擦力D.当拉力达到某一数值时木块开始移动,运动过程中木块受到的摩擦力会越来越大,木块受静摩擦力,根据二力平衡可知摩擦力始终等于拉力,故摩擦力大小随拉力的增大而增大;而当拉力增大到某一数值时,木块开始滑动,说明此时木块恰好达到最大静摩擦力,之后木块所受滑动摩擦力不变;而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力,所以木块移动后拉力将减小,根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力的大小,故B正确,A、C、D错误。
3.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,铁夹与金属小球接触面保持竖直,则()A.小球受到的摩擦力方向竖直向下B.小球受到的摩擦力与重力大小相等C.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大D.若铁夹水平向右匀速移动,小球受到的摩擦力变大,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用,根据二力平衡可知,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,即摩擦力方向竖直向上,故A错误、B正确;增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力仍等于重力,大小不变,故C错误;若水平匀速移动铁夹,则小球竖直方向仍然二力平衡,故摩擦力大小不变,故D错误。
第二节摩擦力A组:合格性水平训练1.(动摩擦因数)关于动摩擦因数,以下说法正确的选项是( )A.两接触面间压力越大,动摩擦因数越大B.两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大C.两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比D.两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的,与滑动摩擦力和正压力无关答案 D解析动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关,D正确,A、B、C错误。
2.(滑动摩擦力的方向及作用)如下图,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行了一段距离x,同时车上的物体A相对车向左滑行L,关于此过程中物体A受到平板小车的摩擦力的说法正确的选项是( )A.方向水平向左,是阻力B.方向水平向左,是动力C.方向水平向右,是阻力D.方向水平向右,是动力答案 D解析由于物体A相对小车向左滑动,那么受到小车向右的滑动摩擦力的作用。
物体A 相对地面是向右运动的,即滑动摩擦力的方向与物体A的运动方向相同,所以是动力,故D 正确,A、B、C错误。
3. (滑动摩擦力的计算)如下图,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置的物理书内,书对A4纸的压力为3 N,A4纸与书内页面之间的动摩擦因数为0.3,要把A4纸从书中水平拉出,拉力至少应为( )A.0.9 N B.1.8 N C.9.0 N D.18 N答案 B解析A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力,那么有F f=2μF N=2×0.3×3 N=1.8 N,当拉力等于滑动摩擦力时,拉力最小,所以有F min=1.8 N,B正确。
4.(摩擦力与弹力的关系)关于弹力和摩擦力,下面几种说法中正确的选项是( ) A.摩擦力的方向总与物体运动的方向相反B.有摩擦力一定就有弹力C.弹力的大小总是与物体的重力成正比D.同一接触面处弹力和摩擦力的方向一定不垂直答案 B解析摩擦力的方向总与物体相对运动的方向相反,有时与物体运动方向相同,有时与物体运动方向相反,A错误;由于摩擦力的产生条件之一就是接触面间有挤压,故存在摩擦力的接触面间一定存在弹力,B正确;弹力的大小不一定总是与物体的重力成正比,比方按在竖直墙壁上的物体,弹力与重力无关,C错误;弹力垂直于接触面,而摩擦力沿接触面,故二者方向一定垂直,D错误。
物理·必修1(人教版)第三课时摩擦力水平测试1.关于摩擦力与弹力的关系,下列说法中正确的是( )A.摩擦力与产生它的正压力总是成对出现的B.有摩擦力必然有产生它的正压力,反之亦然C.摩擦力与产生它的正压力必然相互垂直(这里指方向)D.摩擦力方向与产生它的正压力方向可成任意角解析:摩擦力与弹力的产生无同时性,虽然有摩擦力,一定有弹力,但有弹力,不一定有摩擦力,故A、B 皆不对;摩擦力方向沿接触面,正压力垂直接触面,故C对,D不对.答案:C2.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )A.两物体间的接触面积越大,滑动摩擦力就越大B.两物体的运动速度越大,滑动摩擦力就越大C.两接触面间的滑动摩擦力越大,说明两接触面越粗糙D.滑动摩擦力大小不仅与两接触面的粗糙程度有关,还与它们间的正压力有关,而与接触面积的大小无关解析:滑动摩擦力不仅与接触面的粗糙程度即与μ有关,而且还与两者之间的正压力F N成正比,与其他因素无关,因此选项A、B、C错误,D正确.答案:D3.下列说法中正确的是( )A.静摩擦力可以做动力,滑动摩擦力一定不能做动力B.手握竖直的瓶子处于静止状态,握力增大,最大静摩擦力将保持不变C.水平力作用在物体上,使物体运动,物体所受摩擦力与水平拉力大小无关D.摩擦力的方向有时可以与相对运动方向相同解析:无论是静摩擦力,还是滑动摩擦力都可能做动力,也都可能做阻力,故A错;最大静摩擦力与正压力成正比,所以B也不对,C中F f=μmg,与F无关,C对,D一定不对.答案:C4.(双选)人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是( )A.受的摩擦力的方向是向下的B.受的摩擦力的方向是向上的C.手握旗杆的力越大,人受的摩擦力也越大D.手握旗杆的力增加,人受的摩擦力保持不变解析:人握住旗杆匀速上爬时,受到向下的重力和向上的摩擦力而平衡,选项B正确、A错.手握旗杆的力越大,只是人受到的最大静摩擦力也越大,但实际静摩擦力的大小始终等于重力大小,选项C错、D对.答案:BD5.在水平台上放一物体,物体与平台间的动摩擦因数为μ,现用一水平推力F把物体推向台边,如图所示,物体在台边翻倒以前的过程中,台面对物体的摩擦力( )A.逐渐减小到零B.保持不变C.先增大后不变 D.先增大后减小解析:翻倒以前物体对平台的压力不变,所以滑动摩擦力大小不变.答案:B6.用如图所示的方法可以测定木块A与长木板B之间的滑动摩擦力的大小.把一个木块A放在长木板B上,长木板B放在水平地面上,在恒力F作用下,长木板B以速度v匀速运动,水平弹簧秤的示数为F T,下列说法正确的是( )A.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于F TB.木块A受到的滑动摩擦力的大小等于FC.若长木板B以2v的速度匀速运动时,木块A受到的摩擦力的大小等于2F TD.若用2F的力作用在长木板上,木块A受到的摩擦力的大小等于2F解析:木块A受到的摩擦力与长木板B的受力及运动状态无关,只要A处于静止状态,长木板B对木块A 的摩擦力都等于F T,故A正确,B、C、D错误.答案:A7.如图所示,用水平力F将同种材料、同质量的物体压到一竖直墙壁上,下列说法正确的是( ) A.若物体保持静止,则F越大,物体所受摩擦力越大B.若物体保持静止,则质量越大,物体所受摩擦力越小C.若物体沿墙壁向下滑动,则F越大,物体所受摩擦力越大D.若物体沿墙壁向下滑动,则质量越大,物体所受摩擦力越大解析:物体静止时,物体受静摩擦力,大小等于其重力,与水平力F无关,物体质量越大,所受摩擦力越大,故A、B错.物体向下滑动时,受到滑动摩擦力作用,大小F f=μFN=μF,故F越大,摩擦力越大,且与物体的质量无关,C对、D错.答案:C8.A、B、C三物块的质量分别为M、m和m0,按如图所示连接.绳子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦均可不计.若B随A一起沿水平桌面做匀速运动,则可以断定( )A.物块A与桌面之间有摩擦力,大小为m0gB.物块A与B之间有摩擦力,大小为m0gC.桌面对A、B对A都有摩擦力,两者方向相同,合力为m0gD.桌面对A、B对A都有摩擦力,两者方向相反,合力为m0g解析:由平衡条件,物块A与桌面之间有摩擦力,大小F f=F=m0g,A正确;由于B做匀速直线运动,B在水平方向上没有滑动趋势,不受摩擦力,B、C、D不正确.答案:A素能提高9.如图所示,两条黑、白毛巾交替折叠地放在地面上,白毛巾的中部用线与墙壁连接,黑毛巾的中部用线拉住,设线均水平,若每条毛巾的质量均为m,毛巾之间及毛巾与地面之间的动摩擦因数为μ.欲将黑、白毛巾分离开来,则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为多大?解析:对黑毛巾进行研究,要将其拉出需克服四个面所受的摩擦力,则:F 外=μ×12mg +μ×mg+μ×32mg +μ×2mg=5μmg. 答案:5μmg10.如图所示,物体A 、B 的质量为m A =m B =6 kg ,A 和B 、B 和水平面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,水平力F =30 N .那么,B 对A 的摩擦力和水平桌面对B 的摩擦力各为多大?(取g =9.8 N/kg)解析:绳对A 、B 的拉力均为F T =F 2=302N =15 N , A 、B 间的最大静摩擦力F Amax =μF NA =μm A g =0.3×6×9.8 N=17.64 N >F T ,B 与水平面间的最大静摩擦力F Bmax =μF NB =μ(m A +m B )g =0.3×(6+6)×9.8 N=35.28 N >F ,可见物体A 、B 均相对地面静止.以A 为研究对象,对A 由二力平衡可得B 对A 的摩擦力F BA =F T =15 N ;A 、B 相对静止,以A 、B 整体为研究对象,由二力平衡条件,可得水平面对B 的摩擦力F B =F =30 N. 答案:15 N 30 N11.如图所示,水平拉力F =40 N 时,质量m =10 kg 的木块可以在水平面上匀速前进.若在木块上再放一个质量为M 的铁块,为使它们匀速前进,水平拉力为60 N ,求铁块的质量M.(取g =10 N/kg)解析:拉力F =40 N 时,滑动摩擦力F f =40 N ,木块对水平面的压力F N=mg=100 N,由F f=μF N得,动摩擦因数μ=40100=0.4.当拉力F′=60 N时,木块对水平面的压力F N′=(10+M)g=100+10 M,摩擦力F f′=60 N,由F f′=μF N′得60=0.4×(100+10M),解得M=5 kg.答案:5 kg雪地行车要当心一场小雪把整个城市变得一片洁白.马路上的积雪在车轮的重压下结成了一层薄冰.在这种天气里骑车真有一点胆寒,人们都小心地缓缓地前进着.突然“啪”的一声,一个骑车人摔倒了,卡车司机没有料到这种突然情况,猛踩刹车,下面的事情就更难预料,卡车突然转了,车头冲上了人行道,整个车身横在马路中间,把行人都惊呆了.真奇怪了,按道理说,冰雪覆盖的马路上摩擦力很小,汽车刹不住应该向前冲才是,怎么会横过来呢?其实这是符合物理规律的.在滑动摩擦中,有一个大家不太注意的规律,就是当一个物体相对另一个物体滑动的时候,在与滑动方向相垂直的方向上摩擦力十分小.比如用钻头钻木头的时候,我们对这个规律体会最深:钻头钻进木头里后,如果停钻,由于摩擦力的作用很难把钻头拔出来.但是,如果让钻头继续旋转,钻头就能很容易地拔出来了.这是由于钻头转动时和木头方向有滑动摩擦,因此沿着垂直方向上的摩擦力就很小,这样,只要轻轻用力,钻头就拔出来了.现在还是让我们回到停在雪地上的汽车那里,汽车在地面上行驶,一旦刹车,车轮就不再滚动,而由于惯性的作用与地面发生相对滑动,上面的规律就开始起作用,这时横向的摩擦力迅速减小,而在和滑动垂直的方向上,只要有一个较小的力发生作用,就可以使车子打横,马路不平,是横向力的主要,一般马路为了排水,中间高两边低,倾斜的路面产生的下滑力平时微不足道,现在则显示了作用.另外下雪天路面积冰很不平整,也是使汽车打横的另一个原因.当然打横也有其他的原因,比如汽车本身的刹车装置不完善,两个轮子刹车的力量大小不一样,一个轮子刹住,另一个仍然在跑,也会产生打横现象.还有,在雪地骑自行车的人突然捏闸,也会常常感到好像有人横着推了你一把,把你推倒,这也是这种摩擦规律在作怪.知道了这个规律,我们就可以找到雪地安全行车的办法.雪地行车应该注意些什么呢?从理论上说,就是尽量避免出现车轮和地面的相对滑动.换句话说,就是要让车轮在地面上转动,哪怕转得很慢也不会出现打横摔倒的现象.这就是说不要猛捏车闸刹车,因为一刹车,车轮就在地面上滑动,所以骑车时要精神集中.早发现情况慢慢捏闸,让车轮减速但不要停转.这样骑车就可以避免在冰上摔跤.对于汽车司机来说也是这样,过于急剧的刹车,即使是路面无雨雪也是很危险的,因为当轮胎和地面相对滑动时,摩擦产生的热使橡胶熔化,形成一层薄薄的液体,大大减少了地面的摩擦力,也很容易出现打横,在汽车大赛中我们常常可以看到这种现象.当发现汽车打横的时候,汽车司机应该放开刹闸,这样才能避免汽车翻下公路的危险.当然,防止雪天路滑,还可以在轮子上装防滑链,在路面撒沙以及清除路面积雪等办法.。
第1节重力弹力摩擦力知识点一| 重力和弹力1.重力(1)定义:由于地球的吸引而使物体受到的力。
(2)大小:G=mg,不一定等于地球对物体的引力。
(3)方向:竖直向下。
(4)重心:重力的等效作用点,重心的位置与物体的形状和质量分布都有关系,且不一定在物体上。
2.弹力(1)定义:发生弹性形变的物体,由于要恢复形变,对与它接触的物体会产生力的作用,这种力叫作弹力。
(2)条件:①两物体相互接触;②发生弹性形变。
(3)方向:弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反。
3.弹力有无的判断根据物体是否直接接触并发生弹性形变来判断是否存在弹力。
此方法多用来条件法判断形变较明显的情况对形变不明显的情况,可假设两个物体间没有弹力,若运动状态不变,则此假设法处不存在弹力,若运动状态改变,则此处一定存在弹力根据物体的运动状态,利用共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断弹力是否状态法存在(1)根据物体所受弹力方向与施力物体形变的方向相反判断。
(2)根据共点力的平衡条件或牛顿第二定律判断。
5.胡克定律(1)内容:弹簧发生弹性形变时,弹力的大小F跟弹簧伸长(或缩短)的长度x成正比。
(2)表达式:F=kx。
k是弹簧的劲度系数,单位为N/m;k的大小由弹簧自身性质决定。
x 是弹簧长度的变化量,不是弹簧形变以后的长度。
[判断正误](1)只要物体发生形变就会产生弹力作用。
(×)(2)物体所受弹力方向与自身形变的方向相同。
(√)(3)重力的方向一定指向地心。
(×)(4)F=kx中“x”表示弹簧形变后的长度。
(×)(5)弹簧的形变量越大,劲度系数越大。
(×)考法1 对重力和重心的理解1.关于重力的下列说法正确的是( )A.重力就是地球对物体的吸引力B.只有静止的物体才受到重力C.物体在地球上无论运动状态如何,都受到重力的作用D.竖直悬挂的物体受到的重力就是它拉紧竖直悬绳的力C[重力是由于地球的吸引而使物体受到的力。
2 摩擦力考点一摩擦力的基本概念1.(多选)下列说法中正确的是()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、接触面粗糙,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.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是()A.正压力越大,滑动摩擦力越大B.正压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大C.正压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大D.动摩擦因数不变,正压力越大,滑动摩擦力越大『答案』D『解析』由滑动摩擦力计算式F f=μF N知,两物体间滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数μ及正压力F N有关,与接触面积及两物体间的相对运动速度无关.3.关于由滑动摩擦力公式推出的μ=F fF N,下列说法中正确的是()A.动摩擦因数μ与滑动摩擦力F f成正比,F f越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力F N成反比,F N越大,μ越小C.动摩擦因数μ与滑动摩擦力F f成正比,与正压力F 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,与正压力及滑动摩擦力无关,选项A、B、C错误,D正确.4.如图1所示,用水平恒力F推放置在水平地面上的物体m,物体保持静止,关于物体受力情况的说法正确的是()图1A.推力小于物体所受摩擦力B.物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反C.物体所受摩擦力的大小可由F f=μF N直接计算D.物体受到三个力的作用『答案』B『解析』因为物体保持静止,由二力平衡知,推力大小等于物体所受摩擦力的大小,物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反,A错误,B正确;物体所受摩擦力不是滑动摩擦力,大小不能由F f=μF N计算,C错误;物体受到重力、支持力、摩擦力和推力四个力的作用,D错误.考点二摩擦力的大小5.一物体置于粗糙水平地面上,按图2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()图2A.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『答案』D『解析』滑动摩擦力F f=μF N,滑动摩擦力与接触面间的动摩擦因数以及正压力有关,三种情况下μ相同,F N也相等,故三种情况下的滑动摩擦力大小相等.6.如图3甲所示,某同学用水平绳拉放在平台上的行李包,一直没有拉动,通过手上的弹簧测力计测出拉力F与时间t的关系如图乙所示,则行李包与地面的摩擦力的大小与时间t的关系图像正确的是()图3『答案』A『解析』该同学没有拉动行李包,说明行李包与平台间的摩擦力是静摩擦力,此时静摩擦力与拉力大小相等.7.(多选)如图4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 f与F的关系如图乙所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是()图4A.木箱所受的最大静摩擦力F max=21 NB.木箱所受的最大静摩擦力F max=20 NC.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21D.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,最大静摩擦力为21 N,当推力F>21N后,摩擦力变为滑动摩擦力,大小为20 N,木箱与地面间的动摩擦因数μ=F fmg=0.2,选项A、D正确.8.(2019·上杭一中期中)一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上,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5所示的位置时,桌面对木板的摩擦力为()图5A.3 N B.2 NC.1.5 N D.0.5 N『答案』B『解析』因为木板被推动,所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力,木板对桌面的压力F N=mg=10 N,所以桌面对木板的滑动摩擦力为F f=μF N=2 N.9.(多选)运动员双手握住竖直杆匀速攀上和匀速滑下的过程中,运动员受到的摩擦力分别为F f1和F f2,不计空气阻力,那么()A.F f1方向竖直向下,F f2方向竖直向上,且F f1=F f2B.F f1方向竖直向上,F f2方向竖直向上,且F f1=F f2C.F f1为静摩擦力,F f2为滑动摩擦力D.F f1为静摩擦力,F f2为静摩擦力『答案』BC『解析』运动员攀上竖直杆过程中受静摩擦力作用,滑下过程受到滑动摩擦力作用,选项C正确,D错误;运动员向上、向下都是匀速运动,且只受重力和摩擦力的作用,由二力平衡知,运动员所受的摩擦力总是向上,大小等于其重力,选项A错误,B正确.10.一物块m在水平力F拉动下,沿静止的水平传送带由左端匀速运动到右端,如图6甲所示,这时物块所受摩擦力为F f1;现开动机械让传送带向左匀速传动,再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端,这时物块所受摩擦力大小为F f2,如图乙所示.则F f1、F f2的大小关系满足()图6A.F f1=F f2B.F f1<F f2C.F f1>F f2D.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;由滑动摩擦力的计算公式F f=μF N可知,滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关,故选A.11.如图7所示,用大小为100 N的握力握住一个重为40 N的瓶子.瓶子竖直,始终处于静止状态.已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ=0.5,则()图7A.瓶子受到的摩擦力大小为40 NB.瓶子受到的摩擦力大小为50 NC.当握力增大时,瓶子受到的摩擦力将增大D.当握力减小时,瓶子受到的摩擦力将减小『答案』A『解析』瓶子重力为40 N,处于静止状态,则瓶子受到的摩擦力大小等于其重力,为40 N,故A正确,B错误;当握力再增大时,瓶子受到的重力不变,摩擦力不变,故C错误;当握力减小时,导致瓶子的最大静摩擦力减小,但只要瓶子仍处于静止状态,则摩擦力大小不变.故D错误.12.(多选)如图8所示,由同种材料制成的质量分别为5 kg、6 kg的滑块A、B,用一质量不计的劲度系数为k=400 N/m的弹簧连接并放在粗糙的水平地面上,已知两滑块与水平面之间的动摩擦因数均为μ=0.25,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,开始将弹簧压缩2 cm时,两滑块处于静止状态,重力加速度g取10 m/s2.现用一大小恒为F=1 N的外力拉滑块B,则()图8A.水平面对滑块A的摩擦力为12.5 NB.水平面对滑块A的摩擦力为8 NC.水平面对滑块B的摩擦力为9 ND.水平面对滑块B的摩擦力为7 N『答案』BC『解析』由题意可得水平面对滑块B的最大静摩擦力F max=μF N=μm B g=0.25×6×10 N=15 N,弹簧的弹力F弹=kx=400×2×10-2 N=8 N,滑块B受到向右的力为F弹+F=9 N<F max,故滑块B仍静止,由平衡条件可知滑块B受到向左的摩擦力,大小为F f B=F弹+F=9 N,C 正确,D错误;同理,水平面对滑块A的最大静摩擦力F max′=μm A g=0.25×5×10 N=12.5 N,滑块A受到向左的弹力F弹=8 N<F max′,故滑块A静止,受到向右的摩擦力,大小为F f A =F弹=8 N,B正确,A错误.13.(2019·菏泽市高一上学期期末)如图9所示,质量为2 kg的物体放在水平地板上,用原长为8 cm的轻质弹簧水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11 cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为10.5 cm.已知弹簧的劲度系数k=200 N/m(g取10 N/kg).图9(1)物体所受的最大静摩擦力为多大?(2)物体所受的滑动摩擦力为多大?(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少?『答案』见『解析』『解析』(1)当物体刚开始运动时,弹簧的拉力等于最大静摩擦力F max=F由F=kx则F max=kx=200×0.03 N=6 N.(2)物体匀速运动时,弹簧的拉力等于滑动摩擦力F f1=F1由F1=kx则F f1=kx1=200×0.025 N=5 N.(3)由F max=μF N=μmg得μ=0.25.14.如图10所示,在粗糙的水平地面上放一静止的质量为m1=2 kg的物块A,A与水平地面之间的动摩擦因数μ=0.4,A与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(重力加速度g 取10 m/s2).图10(1)若在物块A上施加一水平向右的恒力F=6 N,则A受到地面的摩擦力为多大?方向如何?(2)要使A向右做匀速直线运动,则需向右施加的水平恒力F为多大?(3)在A上叠放一质量为m2=1 kg的物块B,如果两物块共同沿水平地面向右做匀速直线运动,则施加在A上的水平恒力F为多大?『答案』(1)6 N水平向左(2)8 N(3)12 N『解析』(1)A与地面间的最大静摩擦力F max=μm1g=8 NF=6 N<F max=8 N,则A没有被拉动.A受到地面的静摩擦力,大小为F f1=F=6 N,方向水平向左.(2)当A在向右的水平恒力F作用下沿水平地面向右做匀速直线运动时,恒力F=F max=8 N.(3)当A、B两物块共同沿水平地面向右做匀速直线运动时,施加在A上的水平恒力大小为F =μ(m1+m2)g=12 N.。
第三章 3 摩擦力基础夯实一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)1.(山东省济南一中2016~2017学年高一上学期月考)关于摩擦力的下列说法中正确的是导学号 1321411( D )A.相互挤压的粗糙物体间一定产生摩擦力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.一个物体在另一个物体表面滑动时,一定受到摩擦力作用D.摩擦力可以是阻力也可以是动力解析:相互挤压的粗糙物体间不一定产生摩擦力,只有相互挤压的粗糙物体间,存在相对运动或相对运动趋势时才有摩擦力,故A错误;只有相对静止的物体才可能受到静摩擦力,只有相对运动的物体才有可能受到滑动摩擦力,故B错误;一个物体在另一个物体表面滑动时,如果接触面粗糙,而又有弹力时才一定有摩擦力,故C错误;摩擦力可以是阻力也可以是动力,比如物体轻轻放在水平运动的传送带上受到的摩擦力就是动力,故D正确。
2.(北京师大附中2017~2018学年高一上学期期中)滑块A和B叠放在传送带上,A被细线连于墙上。
如果传送带逆时针旋转,滑块A和B都相对地面静止,则下列说法正确的是导学号 1321411( D )A.B受到的静摩擦力水平向左B.A受到的静摩擦力水平向左C.传送带的转速变成原来的两倍,A受到的滑动摩擦力也变成原来的两倍D.无论传送带的转速是多少,B都不受摩擦力解析:物体B不受摩擦力,A错误,D正确; A受到传送带向左的滑动摩擦力,B错误;摩擦力与相对速度无关,只与动摩擦因数(粗糙程度)和正压力有关,C错误。
3.在水平台上放一物体,物体与平台间的动摩擦因数为μ,现用一水平推力F把物体推向台边,如图所示,物体在台边翻倒以前的过程中,台面对物体的摩擦力导学号 1321411 ( B )A.逐渐减小到零B.保持不变C.先增大后不变D.先增大后减小解析:翻倒以前物体对平台的压力不变,所以滑动摩擦力大小不变。
4.如图所示是幽默大师卓别林一个常用的艺术造型,他身子侧倾,依靠手杖的支持使身躯平衡,下列说法正确的是导学号 1321411( BD )A.水平地面对手杖没有摩擦力的作用B.水平地面对卓别林有摩擦力的作用C.水平地面对手杖的弹力方向沿杆向上D.水平地面对卓别林的弹力方向竖直向上解析:假设地面光滑,手杖将在地面上向右滑动,所以手杖与地面间有相对运动趋势,地面对手杖有摩擦力作用,A错,B对。
【与名师对话】高考物理总复习 2.2摩擦力课时作业新人教版必修11.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同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答案:D2.卡车上放一木箱,车在水平路面上运动时,以下说法中正确的是( )A.车启动时,木箱给卡车的摩擦力向后B.车做匀速直线运动时,车给木箱的摩擦力向前C.车做匀速直线运动时,车给木箱的摩擦力为零D.车突然制动时,木箱获得向前的摩擦力,使木箱向前滑动答案:AC3.人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是( )A.人受到的摩擦力的方向是向下的B.人受到的摩擦力的方向是向上的C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大D.人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也增大解析:人与旗杆间摩擦力为静摩擦力,静摩擦力与人的重力平衡.答案:BD4.(2013·泉州模拟)已知一些材料间的动摩擦因数如下表所示:动摩擦因数0.200.300.030.25如右图所示,一质量为1.0 kg的物块放置在某材料制作的固定斜面上,斜面倾角30°,现用弹簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物块,使其匀加速上升,读得弹簧秤的示数为8.17 N,则两接触面的材料可能是(g取10 m/s2)( )A.木—金属B.木—木C.钢—钢D.木—冰解析:对物体受力分析,由牛顿第二定律有F-Mg sin30°-μMg cos30°=Ma,所以μ=F-Mg sin30°-Ma=0.25.Mg cos30°答案:C5.如右图所示,一质量为m的木板置于水平地面上,其上叠放一质量为m 0的砖块,今用水平力将木板从砖下抽出,则该过程的木板受到地面的摩擦力为(已知m与地面间的动摩擦因数为μ1,m0与m间的动摩擦因数为μ2)( )A.μ1mg B.μ1(m0+m)gC.μ2mg D.μ2(m0+m)g解析:滑动摩擦力的计算公式F=μF N,题中水平地面所受压力的大小为(m0+m)g,动摩擦因数为μ1,所以其滑动摩擦力大小为μ1(m0+m)g.答案:B6.如图所示,两根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动,水泥圆筒从木棍的上部匀速滑下.若保持两木棍倾角不变,将两者间的距离稍增大后固定不动,且仍能将水泥圆筒放在两木棍的上部,则( )A.每根木棍对圆筒的支持力变大,摩擦力不变B.每根木棍对圆筒的支持力变大,摩擦力变大C.圆筒将静止在木棍上D.圆筒将沿木棍减速下滑解析:将两者间的距离稍增大后固定不动,每根木棍对圆筒的支持力变大,最大静摩擦力变大,导致圆筒将静止在木棍上,摩擦力不变,选项AC正确.答案:AC7. 某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表中是她记录的实验数据.木块的重力为10.00 N,重力加速度g=9.80 m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):实验次数运动状态 水平拉力F /N 1 静止 3.62 2 静止 4.00 3 匀速 4.01 4 匀加速 5.01 5匀加速5.49(1)m (2)木块与桌面间的动摩擦因数μ=________; (3)木块匀加速运动时受到的摩擦力F f =________ N.解析:(1)木块匀速运动时的滑动摩擦力为4.01 N ,因此最大静摩擦力F f m 一定大于4.01 N. (2)由F f =μmg 得:μ=0.401.(3)木块匀加速运动时所受的摩擦力为滑动摩擦力, 故F f =4.01 N.答案:(1)4.01 (2)0.401 (3)4.018.在粗糙的水平面上放一物体A ,A 上再放一质量为m 的物体B ,A 、B 间的动摩擦因数为μ,现施加一水平力F 作用于A (如右图所示),计算下列情况下A 对B 的摩擦力.(1)当A 、B 一定做匀速运动时.(2)当A 、B 一起以加速度a 向右匀加速运动时. (3)当力F 足够大而使A 、B 发生相对滑动时.(4)当A 、B 发生相对滑动,且B 物体的15伸到A 的外面时.解析:(1)因A 、B 向右匀速运动,B 物体受到的合力为零,所以B 物体受到的摩擦力为零.(2)因A 、B 无相对滑动,所以B 受到的摩擦力是静摩擦力,此时不能用F f =μF N 来计算,对B 物体受力分析,由牛顿第二定律得F合=ma,所以F f=ma,方向水平向右.(3)因A、B发生相对滑动,所以B受到的摩擦力是滑动摩擦力,即F f=μF N=μmg,方向水平向右.(4)因滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小无关,所以F f=μmg,方向水平向右.答案:(1)0 (2)ma方向水平向右(3)μmg方向水平向右(4)μmg方向水平向右9.如右图所示,有一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,直到注满为止,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断增大B.容器受到的摩擦力不变C.水平力F必须逐渐增大D.容器受到的合力逐渐增大解析:摩擦力始终等于容器重力,容器所受合力始终为零,容器与墙间摩擦力逐渐增大.答案:A10.(2013·永嘉月考)如图所示,重80 N的物体A放在倾角为30°的粗糙斜面上,有一根原长为10 cm、劲度系数为1000 N/m的弹簧,其一端固定在斜面底端,另一端放置物体A后,弹簧长度缩短为8 cm,现用一测力计沿斜面向上拉物体,若物体与斜面间最大静摩擦力为25 N,当弹簧的长度仍为8 cm时,测力计读数不可能为( )A.10 N B.20 NC.40 N D.60 N解析:设物体所受静摩擦力F f的方向沿斜面向上,由平衡条件得:F+F f+kx=mg sin30°.可得:F+F f=20 N,F由0逐渐增大,F f逐渐减小,当F f=0时,F为20 N,故A、B均可能;当F f沿斜面向下时,F+kx=F f+mg sin30°,有:F=F f+20 N,随F增大,F f也逐渐增大,直到F f=25 N,此时F=45 N,当F>45 N,物体就沿斜面滑动,故测力计的读数不可能为60 N.答案:D11.如下图所示,木板B 放在水平地面上,在木板B 上放一重1200 N 的A 物体,物体A 与木板B 间、木板与地面间的动摩擦因数均为0.2,木板B 重力不计,当水平拉力F 将木板B 匀速拉出,绳与水平方向成30°时,问绳的拉力T 为多大?水平拉力为多大?解析:对A 受力分析如右图所示,由平衡条件得F 阻=T cos30° T sin30°+F N1=G又F 阻=μF N1解得T =248 N ,F 阻=215 N ,F N1=1075 N 对物体B 受力分析如图.由于匀速拉出,处于平衡状态,根据平衡条件得F =F 阻′+f 地=F 阻+μF N2 F N2=F N1′=F N1联立解得F =430 N. 答案:248 N 430 N12.如图有一半径为r =0.2 m 的圆柱体绕竖直轴OO ′以ω=9 rad/s 的角速度匀速转动.今用力F 将质量为1 kg 的物体A 压在圆柱侧面,使其以v 0=2.4 m/s 的速度匀速下降.若物体A 与圆柱面的摩擦因数μ=0.25,求力F 的大小.(已知物体A 在水平方向受光滑挡板的作用,不能随轴一起转动.)解析:在水平方向圆柱体有垂直纸面向里的速度,A 相对圆柱体有垂直纸面向外的速度为v ′,v ′=ωr =1.8 m/s ;在竖直方向有向下的速度v 0=2.4 m/s.A 相对于圆柱体的合速度为v =v 20+v ′2=3 m/s合速度与竖直方向的夹角为θ,则cos θ=v 0v =45A 做匀速运动,竖直方向平衡,有F f cos θ=mg ,得 F f =mgcos θ=12.5 N 另F f =μF N ,F N =F ,故F =F fμ=50 N. 答案:50 N。
3摩擦力对点检测学问点一对摩擦力的理解1.关于物体所受的静摩擦力,下列说法正确的是()A.静摩擦力的方向不愿定与物体运动方向相反B.静摩擦力的方向不行能与物体运动方向相同C.静摩擦力的方向可能与物体相对运动趋势的方向垂直D.静止物体所受静摩擦力确定为零2.关于摩擦力,下列说法正确的是()A.只要有弹力存在,就确定有摩擦力存在B.滑动摩擦力的方向确定跟物体的运动方向相反C.静摩擦力的方向确定跟物体间相对运动趋势的方向相反D.接触面处的压力越大,摩擦力确定也越大学问点二静摩擦力与滑动摩擦力的对比3.如图L3-3-1所示,一滑块静止在水平粗糙的木板上,现将木板的一端缓慢抬高,直至木板与水平面成90°角,则在此过程中,关于滑块所受的摩擦力,下列说法正确的是()图L3-3-1A.滑块先受静摩擦力,然后受滑动摩擦力B.滑块先不受摩擦力,然后受滑动摩擦力C.滑块始终受静摩擦力D.滑块始终受滑动摩擦力4.(多选)运动员双手握住竖直杆匀速攀上和匀速滑下的过程中,运动员受到的摩擦力分别为F f1和F f2,那么()A. F f1方向竖直向下,F f2方向竖直向上,且F f1=F f2B.F f1方向竖直向上,F f2方向竖直向上,且F f1=F f2C.F f1为静摩擦力,F f2为滑动摩擦力D.F f1为静摩擦力,F f2为静摩擦力学问点三静摩擦力的推断5.如图L3-3-2所示,木块放在水平桌面上,在水平方向上对木块施加力F1、F2作用,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N.若撤去F1,则木块受到的摩擦力为()图L3-3-2A.8 N,方向向左B.2 N,方向向右C.2 N,方向向左D.零6.(多选)如图L3-3-3所示,质量为m的物体与斜面体一起静止在水平面上.下列说法正确的是()图L3-3-3A.斜面体对物体的摩擦力沿斜面对上B.斜面体对物体没有摩擦力C.水平面对斜面体的摩擦力向右D.水平面与斜面体间没有摩擦力学问点四摩擦力大小的分析与计算7.如图L3-3-4所示,重为100 N的物体在水平向左的力F=20 N作用下,以初速度v0沿水平面对右滑行.已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,则此时物体所受的摩擦力为()图L3-3-4A.0B.40 N,水平向左C.20 N,水平向右D.20 N,水平向左8.如图L3-3-5所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1和m2的木块1和2,中间用一根原长为l、劲度系数为k的轻弹簧连接,木块与地面之间的动摩擦因数均为μ.现用一水平力向右拉木块1,当两木块一起匀速运动时,两木块之间的距离为()。
3.摩擦力知识点一:摩擦力的产生1.关于摩擦力产生的条件,下列说法正确的是A.相互压紧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.只有相互压紧并有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.只有相互压紧并有相对运动的物体之间才有摩擦力作用2.下列说法中正确的是A.相互接触并有相对运动的两物体间必有摩擦力B.两物体间有摩擦力,则其间必有弹力C.两物体间有弹力,则其间必有摩擦力D.两物体间无弹力,则其间必无摩擦力3.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,那么摩擦力一定是阻力吗?知识点二:摩擦力的方向4.关于摩擦力的方向,下列说法正确的是A.滑动摩擦力的方向总是和物体运动的方向相反B.滑动摩擦力的方向总是和物体运动的方向相同C.物体所受摩擦力的方向总是和接触面相切D.物体所受摩擦力的方向和物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反5. 如图所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向:(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动);(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速,木箱在车上滑动时。
知识点三:摩擦力的大小6.三个质量相同的物体,与水平桌面的动摩擦因数相同,由于所受水平拉力不同,A 做匀速运动,B做加速运动,C做减速运动,那么它们受到的摩擦力大小关系应是A.F B>F A>F C B.F A<F B<F CC.F B=F A=F C D.不能比较大小7. 用手握瓶子,使瓶子在竖直方向处于静止状态。
如果握力加倍,则手对瓶子的摩擦力A.一定加倍B.保持不变C.方向向上D.方向向下8.关于滑动摩擦力公式f=μFN,下列说法中正确的是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.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,与正压力FN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9.(2009山东济南高一检测,6)水平桌面上有一个重200 N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)A.15 N、30 N、40 N B.15 N、30 N、80 NC.0、0、40 N D.15 N、40 N、40 N10. 如下图所示,一质量为1 kg的长木板放在水平桌面上,木板与桌面间的最大静摩擦力为3.0 N,动摩擦因数为0.3。
课时分层作业(九) 摩擦力题组一 滑动摩擦力1.下列关于摩擦力的说法,正确的是( )A .相对运动的两物体间一定存在摩擦力B .摩擦力总是阻碍物体的运动C .运动物体受到的摩擦力的方向总是与运动方向相反D .相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力D [由定义可知,要有摩擦力产生,必须两个物体接触且有弹力的相互作用,接触面粗糙,有相对运动(或相对运动趋势),故选项A 错误;相对静止的两个物体间,可能有静摩擦力的相互作用,故选项D 正确;摩擦力的方向总是与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,所以,摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反,也不一定总是阻力,故选项B 、C 错误。
]2.关于由滑动摩擦力公式Ff =μFN 推出的μ=Ff FN,下列说法正确的是( ) A .动摩擦因数μ与摩擦力Ff 成正比,Ff 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Ff 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D [动摩擦因数μ的大小由接触面的粗糙情况及材料决定,与摩擦力Ff 和压力FN 无关,一旦材料和接触面的情况确定了,动摩擦因数μ也就确定了,选项D 正确。
]3.一物体置于粗糙水平地面上,按如图所示不同的放法,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,则木块受到的摩擦力的大小关系是( )A .Ff 甲>Ff 乙>Ff 丙B .Ff 乙>Ff 甲>Ff 丙C .Ff 丙>Ff 乙>Ff 甲D .Ff 甲=Ff 乙=Ff 丙D [物体在三种情况下所受摩擦力均为滑动摩擦力,由Ff =μFN =μmg 知,物体在三种情况下所受摩擦力大小相等,选项D 正确。
]4.如图所示,A 、B 、C 三个物体的质量相等,有F =1 N 的两个水平力作用于A 、B 两个物体上,A 、B 、C 都静止,则地面对A 物体、A 物体对B 物体、B 物体对C 物体的静摩擦力分别为( )A.1 N、2 N、1 N B.1 N、0、1 NC.0、1 N、0 D.1 N、1 N、0C [对A、B、C整体而言,水平方向合力为零,所以地面对A无摩擦力;对A而言,受到水平向左的拉力F,则B对A一定有向右的大小为1 N的静摩擦力,所以A对B有水平向左的1 N的静摩擦力;对C而言,水平方向不受力,所以B物体对C物体的静摩擦力为零,C项正确。
第2课时摩擦力基本技能练1.(多选)下列关于重力、弹力和摩擦力的说法,正确的是( ) A.物体的重心不一定在物体的几何中心上B.劲度系数越大的弹簧,产生的弹力越大C.动摩擦因数与物体之间的压力成反比,与滑动摩擦力成正比D.静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间解析物体的重心不一定在物体的几何中心上,如质量分布不均匀的球体,A对;根据胡克定律F=kx可知,B错;对于确定的物体之间,动摩擦因数是常数,C错;静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间,D对。
答案AD2.(多选)下列关于摩擦力的说法中,正确的是( ) A.滑动摩擦力的大小一定与接触面上的压力成正比B.运动物体受到的摩擦力不一定等于μF NC.在水平面上的物体受到的摩擦力一定与该物体的重力大小成正比D.以上说法都不正确解析解答本题时要注意静摩擦力与滑动摩擦力的区别,静摩擦力并非与接触面间的压力成正比,而且压力不一定等于重力,故选项A正确、C错误;运动的物体可能受静摩擦力的作用,选项B正确。
答案AB3.质量为m的物体在水平面上,在大小相等、互相垂直的水平力F1和F2的作用下,从静止开始沿水平面运动,如图1所示,若物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则物体( )图1A.在F1的反方向上受到F f1=μmg的摩擦力B.在F2的反方向上受到F f2=μmg的摩擦力C.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f=2μmgD.在F1、F2合力的反方向上受到的摩擦力为F f=μmg答案 D4.(2014·黄冈质检)如图2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F f m,则弹簧的劲度系数为( )图2A.F f mx1+x2B.2F f mx1+x2C.2F f mx2-x1D.F f mx2-x1解析设弹簧原长为L,由胡克定律知对物块离墙壁最近的点有k(L-x1)=F f m,对物块离墙壁最远的点有k(x2-L)=F f m,联立解得k=2F f mx2-x1,C对。
答案 C5.(多选)如图3所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数相同。
三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。
则下列说法正确的是( )图3A.A物体受到的摩擦力不为零,方向向右B.三个物体只有A物体受到的摩擦力为零C.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相同D.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相反解析A物体与传送带一起匀速运动,没有发生相对滑动,也没有相对运动趋势,所以A物体不受摩擦力,选项A错误;对B、C物体进行受力分析,可知B、C所受的静摩擦力大小均等于mg sin θ,方向均沿传送带向上,选项B、C正确,D错误。
答案BC6.如图4所示,在光滑水平面上以水平恒力F拉动小车和木块,让它们一起做无相对滑动的加速运动,若小车质量为M,木块质量为m,加速度大小为a,木块和小车间的动摩擦因数为μ。
对于这个过程,某同学用了以下4个式子来表达木块受到的摩擦力的大小,下述表达式一定正确的是( )图4A.F-Ma B.(M+m)a C.μmg D.Ma解析木块与小车相对静止,故木块受静摩擦力作用,且摩擦力大小F f=ma,且F=(M +m)a。
比较两式得F f=F-Ma,故只有A项正确。
答案 A7.如图5甲、乙所示,物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿F方向匀速运动,乙图中斜面体固定不动,关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确的是( )图5A.甲、乙两图中物体P均受摩擦力,且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体P均受摩擦力,且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体P均不受摩擦力D.甲图中物体P不受摩擦力,乙图中物体P受摩擦力,方向和F方向相同解析用假设法分析:甲图中,假设P受摩擦力,与P做匀速运动在水平方向合力为零不符,所以P不受摩擦力;乙图中,假设P不受摩擦力,P将相对Q沿斜面向下运动,因此P受沿F方向的摩擦力,正确选项是D。
答案 D8.(多选)如图6所示,有一个重力不计的正方形容器,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,则下列说法中正确的是( )图6A.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可能不变D.水平力F必须逐渐增大解析在竖直方向由二力平衡知摩擦力大小等于注入的水的重力大小,故A错误,B正确;因是静摩擦力,与水平力F的大小无关,所以水平方向力F可能不变,故C正确,D错误。
答案BC9.如图7所示,将两个相同的木块a、b置于粗糙的水平面上,中间用轻弹簧连接,a用细绳系于墙壁,开始时a、b均静止,弹簧处于伸长状态,细绳有拉力。
a所受摩擦力F f a 等于零,b所受摩擦力F f b不等于零,现将细绳剪断的瞬间( )图7A.F f b大小不变B.F f b变为零C.F f a仍等于零D.F f a方向向右解析剪断细绳瞬间,弹簧形变量未能改变,即弹力大小未变,那么,b的受力情况未变,故A正确,B错误;而a受到的细绳拉力突然消失,弹簧的弹力使得它立即产生向右的运动趋势,a立即获得向左的摩擦力,所以C、D错误。
答案 A10.(2014·烟台模拟)为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:用一根弹簧将木块压在墙上,同时在木块下方有一个拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动(弹簧随木块一起向下运动),如图8所示。
现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G,则动摩擦因数μ应等于( )图8A.F2+GF1B.F2F1C.GF1D.F1+GF2解析分析木块受力如图所示。
由平衡条件可得:F N=F1F f=G+F2,又F f=μF N以上三式联立可解得:μ=G+F2 F1,故A正确。
答案 A能力提高练11.一弧形的轨道如图9所示,现取两个完全相同的物块分别置于A、B两点,两物块处于静止状态,则下列说法正确的是( )图9A.在A点的物块受到的支持力较大B.在A点的物块受到的摩擦力较大C.在A点的物块受到的合外力较大D.若将其中一物块放在B点上方的C点,则该物块一定会滑动解析假设A点和B点所在位置的斜面倾角分别为θ1和θ2,则θ1<θ2,物块静止在倾角为θ的斜面上时共受到三个力的作用:竖直向下的重力mg、垂直斜面向上的支持力F N和平行于斜面向上的静摩擦力F f,三力平衡,所以F N=mg cos θ,F f=mg sin θ,因为θ1<θ2,所以mg cos θ1>mg cos θ2,mg sin θ1<mg sin θ2,即F N1>F N2,F f1<F f2,选项A正确,B错误;两个位置的物块均处于静止状态,合外力均为零,选项C错误;将其中一物块放在B点上方的C点,物块所受的最大静摩擦力可能仍然大于物块重力沿该点切线方向的分力,此时物块静止,D错误。
答案 A12.(多选)如图10所示,倾角为θ的斜面C置于水平地面上,小物块B置于斜面上,通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接,连接B的一段细绳与斜面平行,已知A、B、C 都处于静止状态。
则( )图10A.B受到C的摩擦力一定不为零B.C受到地面的摩擦力一定为零C.C有沿地面向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力D.将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,此时地面对C的摩擦力为零解析若绳对B的拉力恰好与B的重力沿斜面向下的分力平衡,则B与C间的摩擦力为零,A项错误;将B和C看成一个整体,则B和C受到细绳向右上方的拉力作用,故C 有向右滑动的趋势,一定受到地面向左的摩擦力,B项错误,C项正确;将细绳剪断,若B依然静止在斜面上,利用整体法判断,B、C整体在水平方向不受其他外力作用,处于平衡状态,则地面对C的摩擦力为零,D项正确。
答案CD13.(多选)如图11所示,在平板车上放着一个质量为10 kg的物体A,它与轻弹簧连接,弹簧的另一端被拴在车前固定板上,系统处于静止状态,此时弹簧的拉力为5 N。
现平板车由静止开始向右加速运动,其加速度逐渐增大但一直小于1 m/s2,则该过程中( )图11A.物体A相对于车仍静止B.物体A受的弹簧拉力逐渐增大C.物体A受的摩擦力逐渐减小D.物体A受的摩擦力先减小后增大解析由题意知,物体A原来静止,它受到的静摩擦力方向向左与弹簧拉力平衡,可知它与平板车的上表面间的最大静摩擦力F max≥5 N。
即使当物体A向右的加速度增大到最大1 m/s2时,物体A所受到的合外力F=ma=10 N,可知此时平板车对物体A的摩擦力为5 N,方向向右,且为静摩擦力,不会出现相对滑动,所以物体A相对于车仍然静止,受到的弹簧的拉力大小不变。
因加速度逐渐增大,合力逐渐增大,故摩擦力的变化情况是先减小到零,再反向逐渐增大。
答案AD14.(多选)(2014·山东临沂5月份三模)如图12所示,自动卸货车始终静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下改变与水平面间的倾角,用以卸下车厢中的货物。
当倾角增大到θ时,质量为M的木箱A与装在箱内的质量为m的物体B一起以共同的速度v沿车厢底匀速滑下,则下列说法正确的是( )图12A.A、B间没有静摩擦力B.A受到B的静摩擦力方向沿车厢底向下C.A受到车厢底面的滑动摩擦力大小为Mg sin θD.A与车厢底面间的动摩擦因数μ=tan θ解析因为A、B一起匀速下滑,以整体为研究对象,由平衡条件得:(M+m)g sin θ=μ(M+m)g cos θ,所以μ=tan θ,选项C错误,D正确;以B为研究对象由平衡条件可知B受静摩擦力的作用,且方向沿车厢底向上,由牛顿第三定律知,A受到B的静摩擦力方向沿车厢底向下,选项A错误,B正确。
答案BD15.质量为1 kg的小球套在与水平面成37°角的固定硬杆上,现用与杆和重力同平面且垂直于杆向上的力F拉小球,如图13所示,当力F=20 N时小球处于静止状态,设小球与杆间最大静摩擦力等于滑动摩擦力,已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,取g=10 m/s2。
则( )图13A.小球与杆间的动摩擦因数不小于0.5B.小球与杆间的动摩擦因数一定等于0.75C.当力F增大时,小球受到的摩擦力一定增大D.当力F减小时,小球受到的摩擦力一定减小解析小球的受力分析如图所示,由平衡条件可得F f-mg sin 37°=0,F-F N-mg cos 37°=0,解得F f=6 N,F N=12 N。
由μF N≥F f得μ≥0.5,A正确,B错误;当力F增大时,杆对小球的弹力增大,最大静摩擦力增大,小球受到的摩擦力仍为6 N,C错误;当力F减小时,小球可能沿杆下滑,也可能仍静止,摩擦力可能减小,也可能不变,D错误。