高考物理 一轮复习课时检测(五) 摩擦力 含解析
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高考物理一轮复习摩擦力专题练习(含解析)滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度的大小和压力大小有关。
压力越大,物体接触面越粗糙,产生的滑动摩擦力就越大。
整理了摩擦力专题练习,请大家练习。
一、选择题(在题后给的选项中,第1~4题只有一项符合题目要求,第5~9题有多项符合题目要求.)1.A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力() A.方向向左,大小不变 B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变D.方向向右,逐渐减小【答案】]A【解析】对A、B整体受力分析如图所示,滑动摩擦力f使整体产生加速度a,a等于g不变,对B受力分析知,B所受静摩擦力f=mBa=mBg,大小不变,方向向左,故A正确,B、C、D错误.2.一物块置于水平地面上,当用与水平方向成60角的力F1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F2推物块时,物块仍做匀速直线运动.若F1和F2的大小相等,则物块与地面之间的动摩擦因数为()A.-1B.2-C.-D.1-【答案】B【解析】当用F1拉物块时,由平衡条件,可知F1cos60(mg-F1sin 60当用F2推物块时,又有F2cos 30(mg+F2sin 30),又F1=F2,求得==2-,选项B正确.3.(山东模拟)一个质量为m的滑块静置于倾角为30的粗糙斜面上,一根轻弹簧一端固定在竖直墙上的P点,另一端系在滑块上,弹簧与竖直方向的夹角为30.则()A.滑块可能受到三个力作用B.弹簧一定处于压缩状态C.斜面对滑块的支持力大小可能为零D.斜面对滑块的摩擦力大小可能小于mg【答案】A【解析】将滑块隔离受力分析,由平衡条件可知斜面对滑块的摩擦力大小一定等于mg,有摩擦力就一定有弹力,故斜面对滑块的支持力大小不可能为零,选项C、D错误;弹簧可能处于原长,没有弹力,弹簧也可能处于压缩或伸长状态,故选项A正确,B错误.4.如图K2-2-4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1 000 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,若滑块与斜面间的最大静摩擦力为25 N,当弹簧的长度仍为8 cm 时,测力计读数不可能为()图K2-2-4A.10 NB.20 NC.40 ND.60 N【答案】D5.(河源模拟)A、B、C三个物体如图K2-2-5放置在水平面上,所有接触面均不光滑,有一个水平向右的力F作用在物体C 上,使A、B、C一起向右做匀速运动,则()图K2-2-5A.B对A的静摩擦力方向水平向左B.B对A的静摩擦力方向水平向右C.C对A的静摩擦力方向水平向左D.C对A的静摩擦力方向水平向右【答案】AD【解析】物体B相对地面水平向右运动,所受地面的滑动摩擦力方向向左,因B匀速运动,故A对B的静摩擦力方向水平向右,从而B对A的静摩擦力方向水平向左,选项A正确、B错误;物体A水平向右匀速运动,B对它的静摩擦力方向水平向左,因而C对A的静摩擦力方向水平向右,选项C错误、D正确.6.(开封二模)质量为m的物体在沿斜面向上的拉力F作用下沿放在水平地面上的质量为M的粗糙斜面匀速下滑,此过程中斜面体保持静止,则斜面与地面间()A.没有摩擦力B.摩擦力的方向水平向左C.支持力为(M+m)gD.支持力小于(M+m)g【答案】BD【解析】整体受力分析,根据共点力平衡得,地面的摩擦力f=Fcos ,方向水平向左.支持力的大小N=(M+m)g-Fsin ,小于(M+m)g.故BD正确,A、C错误.7.水平地面上的物体A在斜向上的拉力F的作用下,向右做匀速直线运动,拉力F与水平面夹角为.下列说法正确的是()A.物体A一定受到4个力的作用B.物体A受到的摩擦力大小为FsinC.拉力F与物体A受到的摩擦力的合力方向一定是竖直向上D.物体A受到的重力和地面对物体的支持力是一对平衡力【答案】AC【解析】物体在水平地面上做匀速直线运动,则其一定处于平衡状态,对物体受力分析如图所示,知物体受4个力,选项A正确;物体受力平衡,则有f=Fcos ,G=FN+Fsin ,选项B、D错误;由图知G与FN的合力竖直向下,由平衡知识得F与f的合力方向必竖直向上,选项C正确.8.在研究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态及弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则从下表分析可知()实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数(N) 1 静止0.4 2 静止 0.6 3 加速 0.7 4 匀速 0.5 5 减速 0.3 A.木块受到的最大摩擦力为0.7 NB.木块受到的最大静摩擦力可能为0.6 NC.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的D.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有两次是相同的【答案】BC【解析】本题可确定最大静摩擦力大于或等于0.6 N,也能判断滑动摩擦力为0.5 N且不变,故B、C正确.9.A是一质量为M的盒子,B的质量为,用细绳相连,跨过光滑的定滑轮,A置于倾角为的斜面上,B悬于斜面之外,处于静止状态.现在向A中缓慢地加入沙子,整个系统始终保持静止,则在加入沙子的过程中()图K2-2-9A.绳子拉力的大小不变,恒等于MgB.A对斜面的压力逐渐增大C.A所受的摩擦力逐渐增大D.A所受的摩擦力先增大后减小【答案】AB二、非选择题10.物体A、B的质量mA=6 kg,mB=4 kg,A与B、B与地面之间的动摩擦因数都为=0.3,在外力F作用下,A和B一起匀速运动,求A对B和地面对B的摩擦力的大小和方向(g取10 m/s2).【答案】15 N,方向向右 30 N,方向向左【解析】因为A、B一起在地面上运动,所以A与B间是静摩擦力,而B与地面间是滑动摩擦力,所以有F地B=(mA+mB)g=0.3(6+4)10 N=30 N.F地B的方向与相对运动方向相反,即向左.整体受力分析知F=F地B=30 N,对A物体有FT-FBA=0,其中FT为绳的拉力,大小为FT==15 N解得FBA=15 N,方向向左,根据牛顿第三定律知,A对B的摩擦力大小为FAB=FBA=15 N,方向向右.11.(惠阳调研)在建筑装修中,工人用质量为5.0 kg的磨石A对地面和斜壁进行打磨,已知A与地面、A与斜壁之间的动摩擦因数相同.(g取10 m/s2)图K2-2-11(1)当A受到水平方向的推力F1=25 N 打磨地面时,A恰好在水平地面上做匀速直线运动,求A与地面间的动摩擦因数.(2)若用A对倾角=37的斜壁进行打磨(如图K2-2-11所示),当对A施加竖直向上的推力F2=60 N时,则磨石A从静止开始沿斜壁向上运动2 m(斜壁长大于2 m)所需时间为多少?(sin 37=0.6,cos 37=0.8)【答案】(1)0.5 (2)2 s【解析】(1)当A做匀速直线运动时,有F1=f1,FN1=mg,f1=FN1.代入数据,得=0.5.(2)当A在斜壁上运动的过程中,有(F2-mg)cos -f=ma,(F2-mg)sin -FN=0,f=FN,得(F2-mg)cos (F2-mg)sin =mA.代入数据,得a=1 m/s2.又根据s=at2,得2=1t2,即t=2 s.12.如图K2-2-12所示,在倾角为的粗糙斜面上,一个质量为m的物体被水平力F推着静止于斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为图K2-2-12【答案】 mg mg【解析】因为若物体在力F的作用下刚好不下滑,则物体受沿斜面向上的最大静摩擦力且此时F最小,对物体受力分析,如图所示,由平衡条件,有mgsin =Fcos +f1,①N=mgcos +Fsin ,②f1=N,③由①②③,得Fmin= mg.若物体在力F的作用下刚好不上滑,则物体受沿斜面向下的最大静摩擦力且此时F最大,对物体受力分析,如图所示,由平衡条件,有mgsin +f2=Fcos ,④N2=mgcos +Fsin ,⑤f2=N2.⑥由④⑤⑥,得Fmax= mg.所以 mg mg.摩擦力专题练习及答案的内容就是这些,预祝考生取得更好的成绩。
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.。
高考物理一轮复习摩擦力专项训练(附答案)摩擦力分为静摩擦力、滚动摩擦、滑动摩擦三种。
以下是查字典物理网整理的摩擦力专项训练,请考生及时练习。
1.(2019湖北省公安县模拟考试)下列关于摩擦力的说法中,错误的是()A.两物体间有摩擦力,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们的弹力方向垂直B.两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比C.在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度D.滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反2.关于由滑动摩擦力公式Ff=FN推出的=,下列说法正确的是()A.动摩擦因数与摩擦力Ff成正比,Ff越大,越大B.动摩擦因数与正压力FN成反比,FN越大,越小C.与Ff成正比,与FN成反比D.的大小由两物体接触面的情况及其材料决定3.(多选)关于摩擦力,有人总结了以下四条不一定,其中正确的是()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物体的运动方向共线C.受静摩擦力的物体不一定静止,受滑动摩擦力的物体不一定运动D.静摩擦力一定是阻力,滑动摩擦力不一定是阻力对点训练:静摩擦力的分析与计算4.(2019太原一模)如图1所示,一只小鸟沿着较粗的均匀树枝从右向左缓慢爬行,在小鸟从A运动到B的过程中()A.树枝对小鸟的作用力先减小后增大B.树枝对小鸟的摩擦力先减小后增大C.树枝对小鸟的弹力先减小后增大D.树枝对小鸟的弹力保持不变5.如图2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6.(2019湖北黄冈质检)如图3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。
课时分层精练(八)摩擦力基础落实练1.如图甲、乙所示,物体P、Q在力F作用下一起以相同速度沿力F方向匀速运动,图乙中斜面体固定不动,关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确的是()A.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相同B.图甲、乙中物体P均受摩擦力,且方向均与力F相反C.图甲、乙中物体P均不受摩擦力D.图甲中物体P不受摩擦力,图乙中物体P受摩擦力,且方向与力F方向相同2.如图所示,一位女士用80 N的水平力推沙发推不动,沙发此时受到的摩擦力大小为F1;如果该女士用100 N的水平力恰能推动沙发,此时沙发与地面间的摩擦力大小为F2;如果该女士把沙发推动了,此时沙发与地面间摩擦力大小为F3.若沙发对地面的压力大小为200 N,沙发与地面间的动摩擦因数为μ=0.45,则F1、F2、F3的大小分别为() A.80 N、100 N、90 N B.80 N、100 N、45 NC.80 N、80 N、90 N D.0、80 N、45 N3.[2024·广东清远校考模拟]如图所示,一粗糙木板上端有固定的光滑定滑轮,一细绳跨过滑轮,其一端悬挂物块M,另一端与木板上的物块N相连,系统处于静止状态,木板与竖直方向的夹角为θ.现以定滑轮轮心O为旋转的轴心,缓慢增大木板与竖直方向的夹角,直到木板水平.已知物块M始终保持静止,则在木板转动过程中()A.细绳的拉力一直减小B.细绳的拉力一直增大C.物块N所受木板的摩擦力可能先减小后增大D.物块N所受木板的摩擦力可能先增大后减小4.(多选)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同.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()A.A物体受到的摩擦力方向向右B.B、C受到的摩擦力方向相同C.B、C受到的摩擦力方向相反D.若传送带突然加速,则A物体受到的摩擦力向右5.某同学利用如图甲所示的装置研究摩擦力的变化情况.水平光滑的实验台上固定着一个力传感器,力传感器与一质量为3.5 kg的物块用轻绳连接,物块放置在粗糙的长木板上.水平向左拉长木板,传感器记录的F t图像如图乙所示.取重力加速度大小g=10 m/s2,下列说法正确的是()A.当长木板相对物块滑动后,必须向左做匀速直线运动B.向左拉长木板的力的大小与时间的关系图线和图乙中的曲线一定相同C.物块受到的滑动摩擦力大小约为10 ND.物块与长木板间的动摩擦因数约为0.26.[2024·武汉武昌质量检测]如图所示,水平地面上静止着质量为M的斜面体,其斜面光滑.斜面上放置的质量为m的物块与固定在墙面上的轻质弹簧相连,弹簧的轴线始终与斜面平行.若物块在斜面上做往复运动的过程中,斜面体始终保持静止,则关于地面对斜面体的摩擦力F f与时间t的关系图像正确的是()7.如图所示,完全相同的A、B两物体放在水平地面上,与水平地面间的动摩擦因数均为μ=0.2,每个物体重G=10 N,设物体A、B与水平地面间的最大静摩擦力均为F max=2.5 N.若对A施加一个向右的由0均匀增大到6 N的水平推力F,有四位同学将A物体所受到的摩擦力F f A随水平推力F的变化情况在图中表示出来.其中表示正确的是()8.如图所示,在粗糙的水平面上放一质量为2 kg的物体,现用F=18 N的力,斜向下推物体,力F与水平面成30°角,物体与水平面之间的动摩擦因数为μ=0.5,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2,则()A.物体对地面的压力为20 NB.物体所受的摩擦力为14.5 NC.物体所受的摩擦力为93ND.物体将向右匀速运动素养提升练9.木块A 、B 的质量分别为5 kg 和6 kg ,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A 、B 之间的轻质弹簧被压缩了2 cm ,弹簧的劲度系数为400 N/m ,初始时两木块在水平地面上静止不动.现用与水平方向成60°的拉力F =6 N 作用在木块B 上,如图所示.最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g =10 m/s 2,则在力F 作用后( )A .木块A 所受摩擦力的方向向左B .木块A 所受摩擦力大小是12.5 NC .木块B 所受摩擦力大小是11 ND .木块B 所受摩擦力大小是15 N10.如图a 所示,质量为m 的半球体静止在倾角为θ的平板上,当θ从0缓慢增大到90°的过程中,半球体所受摩擦力F f 与θ的关系如图b 所示,已知半球体始终没有脱离平板,半球体与平板间的动摩擦因数为33,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,重力加速度为g ,则( )A .O ~q 段图像可能是直线B .q ~π2段图像可能是直线 C .q =π4D .p =mg 21.解析:在题图甲中,P 做匀速直线运动,在水平方向所受合力为零,所以P 不受摩擦力;在题图乙中,假设P 不受摩擦力,P 将相对Q 沿斜面向下运动,因此P 受与力F 方向相同的摩擦力,D 正确.答案:D2.解析:该女士用80 N 的水平力推不动沙发,则沙发此时受到的是静摩擦力,所以F 1=80 N .该女士用100 N 的力恰好推动沙发,此时推力的大小等于最大静摩擦力的大小,所以F 2=100 N .沙发被推动后受滑动摩擦力,由公式F f =μF N 来计算大小.所以F 3=μF N =0.45×200 N =90 N ,A 正确.答案:A3.解析:物块M 始终保持静止,故细绳的拉力大小不变,A 、B 错误;如果最初物块N 的重力沿木板面向下的分力大于细绳的拉力,则物块N 受到木板的摩擦力开始时沿木板面向上,当木板转动至水平位置时,物块N 受到的摩擦力水平向右,此情况下,在木板转动过程中,物块N 所受木板的摩擦力先减小后增大,C 正确,D 错误.故选C. 答案:C4.解析:A物体与传送带一起匀速运动,它们之间无相对运动或相对运动趋势,即无摩擦力作用,故A错误;B、C两物体虽运动方向不同,但都处于平衡状态,由沿传送带方向所受合力为零可知,B、C两物体均受沿传送带方向向上的摩擦力作用,故B正确,C错误;若传送带突然加速,根据牛顿第二定律,可知A受到向右的摩擦力作用,故D正确.答案:BD5.解析:分析可知开始时物块受到静摩擦力作用,后长木板与物块间发生相对滑动,此时物块受到的是滑动摩擦力,大小与是否匀速运动无关,A错误;当长木板相对物块滑动前,根据平衡条件可知拉力随时间的变化关系和图乙相同,但相对滑动后,拉力的大小与物块受到的摩擦力大小无关,B错误;根据图乙可知,物块受到的最大静摩擦力约为10 N,滑动摩擦力约为7 N,C错误;根据滑动摩擦力公式有F f=μF N,F N=mg,解得μ=F fF N=F f mg=0.2,D正确.故选D.答案:D6.解析:由平衡条件可知,斜面体对物块的支持力F N=mg cos θ,由牛顿第三定律可知,物块对斜面体的压力F′N=mg cos θ,对斜面体应用平衡条件可知,地面对斜面体的摩擦力F f=F′N sin θ=mg cos θsin θ,可见摩擦力不随时间变化,A项正确.答案:A7.解析:推力F由0均匀增大到2.5 N,A、B均未动,由平衡条件知F f A由0均匀增大到2.5 N;推力F由2.5 N增大到5 N,F f A=2.5 N;推力F由5 N增大到6 N,A处于运动状态,F f A=μG=2 N,D正确.答案:D8.解析:物体的受力如图所示:在竖直方向,由共点力平衡条件和力的分解,可得N=mg+F sin 30°,得N=29 N.由牛顿第三定律知,物体对地面的压力为N′=N=29 N,故A错误;物体的最大静摩擦力f max =μN′=14.5 N,F cos 30°=18×32N=93N,因为F cos 30°>f max,所以物体处于加速运动状态,所受的摩擦力为f=14.5 N,合力不为零,物体不能匀速运动,故B正确,C、D 错误.故选B.答案:B9.解析:A和水平面之间的最大静摩擦力的大小为:f1=μm A g=0.25×5×10 N=12.5 N,根据胡克定律可知,弹簧的大小为:F1=kx=400×2×10-2 N=8 N;当把与水平方向成60°的拉力F=6 N作用在木块B上时,木块B受到重力、地面的支持力、弹簧对B向右的弹力,斜向上的拉力以及地面的摩擦力,受力如图.竖直方向:N =m B g -F sin 60°=6×10 N -6×32N ≈54.8 N 水平方向:f B =F 1+F cos 60°=8 N +6×12N =11 N 此时B 和水平面之间的最大静摩擦力的大小为:f 2=μN =0.25×54.8 N =13.7 N>f B ,所以木块B 仍然保持静止,受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于8 N ,故C 正确,D 错误;木块A 受到重力、地面的支持力、弹簧向左的弹力,若要平衡,则木块A 受到地面对A 向右的静摩擦力,大小等于弹簧的弹力,为8 N ,故AB 错误;故选C.答案:C10.解析:半圆体在平板上恰好开始滑动的临界条件是mg sin θ=μmg cos θ,则有μ=tan θ=33 ,解得θ=π6 ,即q =π6 ,θ在0~π6之间时,F f 是静摩擦力,大小为mg sin θ;θ在π6 ~π2之间时,F f 是滑动摩擦力,大小为μmg cos θ;综合以上分析得其F f 与θ关系如题图b 所示,故O ~q 和q ~π2 之间均为曲线,故A 、B 、C 错误;当θ=π6 时F f =mg sin π6=mg 2 ,即p =mg 2,故D 正确.故选D. 答案:D2025届高中物理(人教版)一轮复习课时分层精练八:摩擦力使用说明一、复习目标本课时旨在通过一系列精选的练习题,帮助学生全面复习和理解摩擦力的基本概念、性质以及应用。
课时跟踪检测(五)摩擦力对点训练:对摩擦力的理解1.(2018·昆山模拟)下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.静止的物体不可能受到滑动摩擦力B.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力C.有相对运动的两物体之间一定存在着摩擦力D.运动物体受到的摩擦力的方向总是与它的运动方向相反解析:选B静止的物体可以受到滑动摩擦力的作用,如在地面上滑行的物体,地面受到是滑动摩擦力,故A错误;相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力,比如:在沿着斜向上运动的传送带上与传送带相对静止的物体,故B正确;有相对运动的两物体之间,接触面不一定粗糙,因此不一定存在着摩擦力,故C错误;摩擦力的方向可能与运动的方向相同,也可能与运动的方向相反,但总是和物体之间的相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,故D错误。
2.[多选]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,摩擦力逐渐增大B.当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小D.木块开始运动前,拉力小于摩擦力解析:选ABC由题意可知,开始时木块保持不动,木块受静摩擦力,根据平衡条件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大小时,木块开始滑动,此时说明木块恰好达到最大静摩擦力;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,故A、B、C正确,D错误。
对点训练:静摩擦力的分析与计算3.(2018·南京期末)为保障市民安全出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。
如图所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的物品放到以恒定速率运动的水平传送带上,使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景。
规范演练5 重力弹力摩擦力[抓基础]1.(多选)(2019·伊春模拟)关于力,下列说法正确的是()A.拳击运动员一记重拳出击,被对手躲过,运动员施加的力没有受力物体B.站在地面上的人受到的弹力是地面欲恢复原状而产生的C.重力、弹力、摩擦力是按力的性质命名的,动力、阻力、压力、支持力是按力的作用效果命名的D.同一物体放在斜面上受到的重力一定小于放在水平面上受到的重力答案:BC2.(多选)关于弹力,下列说法正确的是()A.弹力的方向总是与施力物体形变的方向相反B.轻绳中的弹力方向一定沿着绳并指向绳收缩的方向C.轻杆的弹力方向一定沿着轻杆D.在弹性限度内,弹簧的弹力大小与弹簧的形变量成正比答案:ABD3.(多选)下列关于摩擦力的说法中,正确的是()A.两物体间有摩擦力,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们的弹力方向垂直B.两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比C.在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度D.滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反解析:摩擦力方向沿接触面,弹力方向垂直接触面,且有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,A正确;静摩擦力与压力没有关系,B错误;静摩擦力可以产生在运动的物体间,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度,例如静摩擦力提供向心力,C正确;滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力,D正确.答案:ACD4.足球运动员已将足球踢向空中,如图所示,描述足球在向斜上方飞行过程某时刻的受力,其中正确的是(G为重力,F为脚对球的作用力,F阻为阻力)()A B C D 答案:B5.(多选)(2019·菏泽模拟)如图甲、图乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M ,在滑块M 上放置一个质量为m 的物块,M 和m 相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是( )图甲 图乙A.图甲中物块m 受到摩擦力B.图乙中物块m 受到摩擦力C.图甲中物块m 受到水平向左的摩擦力D.图乙中物块m 受到与斜面平行向上的摩擦力解析:对题图甲:设物块m 受到摩擦力,则物块m 受到重力、支持力、摩擦力,而重力、支持力平衡,若受到摩擦力作用,其方向与接触面相切,方向水平,则物块m 受力将不平衡,与题中条件矛盾,故假设不成立,A 、C 错误.对题图乙:设物块m 不受摩擦力,由于m 匀速下滑,m 必受力平衡,若m 只受重力、支持力作用,由于支持力与接触面垂直,故重力、支持力不可能平衡,故假设不成立,由受力分析知:m 受到与斜面平行向上的摩擦力,B 、D 正确.答案:BD6.(2019·怀化联考)如图所示,与竖直墙壁成53°角的轻杆一端斜插入墙中并固定,另一端固定一个质量为m 的小球,水平轻质弹簧处于压缩状态,弹簧弹力大小为34mg (g 表示重力加速度),则轻杆对小球的弹力大小为( )A.53mg B.35mg C.45mg D.54mg答案:D7.如图所示,物体A、B在力F作用下一起以大小相等的速度沿F方向做匀速运动,关于物体A所受的摩擦力,下列说法正确的是()图甲图乙A.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相同B.甲、乙两图中物体A均受摩擦力,且方向均与F相反C.甲、乙两图中物体A均不受摩擦力D.图甲中物体A不受摩擦力,图乙中物体A受摩擦力,方向和F相同解析:用假设法分析:图甲中,假设A受摩擦力,与A做匀速运动在水平方向所受合力为零不符合,所以A不受摩擦力;图乙中,假设A不受摩擦力,A将相对B沿斜面向下运动,则知A受沿F方向的摩擦力,故D正确.答案:D8.(2017·全国卷Ⅱ)如图,一物块在水平拉力F的作用下沿水平桌面做匀速直线运动.若保持F的大小不变,而方向与水平面成60°角,物块也恰好做匀速直线运动.则物块与桌面间的动摩擦因数为()A.2- 3B.3 6C.33D.32解析:设物块的质量为m,据平衡条件及摩擦力公式有:拉力F水平时,F=μmg,①拉力F与水平面成60°角时,F cos 60°=μ(mg-F sin 60°),②联立①②式解得μ=33,故选项C正确.答案:C[提素养]9.如图所示,质量为m B=24 kg的木板B放在水平地面上,质量为m A=22 kg的木箱A 放在木板B上.一根轻绳一端拴在木箱上,另一端拴在天花板上,轻绳与水平方向的夹角为θ=37°.已知木箱A与木板B之间的动摩擦因数μ1=0.5.现用水平向右、大小为200 N的力F 将木板B从木箱A下面匀速抽出(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10 m/s2),则木板B与地面之间的动摩擦因数μ2的大小为()A.0.3B.0.4C.0.5D.0.6解析:对A受力分析如图甲所示,由题意得F T cos θ=F f1,①F N1+F T sin θ=m A g,②F f1=μ1F N1,③由①②③得:F T=100 N.图甲图乙对A、B整体受力分析如图乙所示,由题意得F T cos θ+F f2=F,④F N2+F T sin θ=(m A+m B)g,⑤F f2=μ2F N2,⑥由④⑤⑥得:μ2=0.3.故A正确.答案:A10.(多选)如图所示,将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两侧用细绳固定于墙壁.开始时a、b均静止.弹簧处于伸长状态,两细绳均有拉力,a 所受的摩擦力F fa≠0,b所受的摩擦力F fb=0,现将右侧细绳剪断,则剪断瞬间()A.F fa大小不变B.F fa方向改变C.F fb仍然为零D.F fb方向向右解析:剪断右侧细绳瞬间,b木块仍受弹簧向左的拉力,故此时F fb不等于零,其方向水平向右,与弹簧拉力方向相反.a木块在剪断细绳瞬间与剪断前受力情况没有发生变化,故F fa 的大小、方向均没有变化.选项A、D正确.答案:AD11.(多选)(2019·黄冈模拟)如图所示,将一劲度系数为k 的轻弹簧一端固定在内壁光滑的半球形容器底部O ′处(O 为球心),弹簧另一端与质量为m 的小球相连,小球静止于P 点.已知容器半径为R 、与水平面间的动摩擦因数为μ,OP 与水平方向的夹角为θ=30°.下列说法正确的是(重力加速度为g )( )A.容器相对于水平面有向左的运动趋势B.容器对小球的作用力指向球心OC.轻弹簧对小球的作用力大小为32mg D.弹簧原长为R +mg k解析:容器和小球组成的系统与水平面间的摩擦力为零,没有相对水平面的运动趋势,A 错误;容器对小球的弹力沿容器半径指向球心O ,B 正确;由F N sin θ+F 弹sin θ=mg ,F N cosθ=F 弹cos θ,可得:F 弹=F N =mg ,C 错误;由F 弹=kx 可得弹簧的压缩量x =mgk,弹簧的原长L 0=L O ′P +x =R +mgk,D 正确.答案:BD12.如图所示,跨过定滑轮的轻绳两端分别系着物体A 和B ,物体A 放在倾角为θ的斜面上.已知物体A 的质量为m ,物体A 与斜面间的最大静摩擦力是与斜面间弹力的μ倍(μ<tan θ),滑轮与轻绳间的摩擦不计,绳的OA 段平行于斜面,OB 段竖直,要使物体A 静止在斜面上,则物体B 质量m B 的取值范围为多少?解析:设绳中张力为T ,先以B 为研究对象,因为B 静止,所以有T =m B g ,再以A 为研究对象,若A 处于不上滑的临界状态时,则有T =f m +mg sin θ,而f m =μN ,N =mg cos θ解得m B =m (sin θ+μcos θ). 同理,若A 处于不下滑的临界状态时,则有T +f m =mg sin θ,可得m B =m (sin θ-μcos θ),故m B 应满足的条件为m (sin θ-μcos θ)≤m B ≤m (sin θ+μcos θ). 答案:m (sin θ-μcos θ)≤m B ≤m (sin θ+μcos θ)13.如图所示,原长分别为L 1和L 2,劲度系数分别为k 1和k 2的轻质弹簧竖直悬挂在天花板上,两弹簧之间有一质量为m 1的物体,最下端挂着质量为m 2的另一物体,整个装置处于静止状态.求:(1)这时两弹簧的总长;(2)若有一个质量为M 的平板把下面的物体竖直缓慢地向上托起,直到两弹簧的总长度等于两弹簧的原长之和,求这时平板受到下面物体m 2的压力.解析:(1)设上面弹簧的弹力为F 1,伸长量为Δx 1,下面弹簧的弹力为F 2,伸长量为Δx 2,由物体的平衡及胡克定律有F 1=(m 1+m 2)g =k 1Δx 1,得Δx 1=(m 1+m 2)g k 1,又F 2=m 2g =k 2Δx 2, 得Δx 2=m 2gk 2, 所以总长为L =L 1+L 2+Δx 1+Δx 2=L 1+L 2+(m 1+m 2)g k 1+m 2gk 2.(2)要使两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和,必须是上面弹簧伸长Δx ,下面弹簧缩短Δx .对m 2:F N =k 2Δx +m 2g , 对m 1:m 1g =k 1Δx +k 2Δx , 解得F N =m 2g +k 2k 1+k 2m 1g .根据牛顿第三定律知F ′N =F N =m 2g +k 2k 1+k 2m 1g . 答案:(1)L 1+L 2+(m 1+m 2)g k 1+m 2gk 2(2)m 2g +k 2k 1+k 2m 1g。
高考物理一轮复习专题训练及答案解析—摩擦力的综合分析1.如图,手握一个水瓶,处于倾斜静止状态,以下说法正确的是()A.松手时瓶容易滑下,是因为手和瓶之间的动摩擦因数变小B.增大手的握力,瓶更难下滑,是因为瓶受到的摩擦力增大C.保持瓶静止时的倾斜程度不变,增大握力,手对瓶的摩擦力不变D.手握瓶竖直静止时与倾斜静止时,瓶受到的摩擦力大小相等2.如图所示,一同学站在木板上用力向右推木箱,该同学的脚与木板之间没有相对运动.若地面与木板、木箱之间均是粗糙的,下列说法正确的是()A.若木箱静止,木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱没有摩擦力B.若木板静止,木箱向右运动,则地面对木板的摩擦力方向向右,对木箱的摩擦力方向向左C.若木板、木箱均静止,地面对木箱和木板均没有摩擦力D.若木箱向右运动,木板向左运动,则地面对木板的摩擦力方向向左,对木箱的摩擦力方向向右3.(2023·安徽六安市质检)如图所示,一长木板倾斜地固定在水平面上,倾角为θ,将一定质量的物体放在长木板上,物体刚好处于静止状态,已知物体与长木板之间的动摩擦因数为μ,假设物体与长木板之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则下列说法正确的是()A .物体与长木板之间的动摩擦因数μ<tan θB .如果在物体上施加竖直向下的力,则物体将沿斜面向下加速运动C .如果在物体上施加沿长木板向上的力,则物体所受的摩擦力大小可能不变D .如果在物体上施加沿长木板向上的力,则物体一定沿长木板向上运动4.(2023·山东日照市高三月考)长木板上表面的一端放有一个木块,木块与木板接触面上装有摩擦力传感器,木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大),另一端不动,如图甲所示,摩擦力传感器记录了木块受到的摩擦力F f 随角度θ的变化图像如图乙所示.重力加速度为g ,下列判断正确的是()A .木块与木板间的动摩擦因数μ=tan θ1B .木块与木板间的动摩擦因数μ=F f2mg cos θ1C .木板与地面的夹角为θ2时,木块做自由落体运动D .木板由θ1转到θ2的过程中,木块的速度变化越来越快5.如图所示,物块A 放在倾斜的木板上,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等,则物块与木板间的动摩擦因数为()A.12B.32C.22D.526.如图所示,一箱子放在水平地面上,现对箱子施加一斜向上的拉力F ,保持拉力的方向不变,在拉力F 的大小由零逐渐增大的过程中.关于摩擦力F f 的大小随拉力F 的变化关系,下列选项图可能正确的是()7.(多选)图示为工人用砖夹搬运砖块的示意图.若工人搬运四块形状相同且重力均为G的砖,当砖处于竖直静止状态时,下列说法正确的是()A.3对2的摩擦力为零B.2对1的摩擦力大小为G,方向竖直向上C.工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,四块砖对砖夹的摩擦力不变D.工人对砖夹的力增大,砖夹对砖的水平压力增大,3对4的摩擦力增大8.(多选)如图所示,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.物体所受的摩擦力F f随时间t变化的图像可能是()9.(多选)如图所示,斜面体固定在水平地面上,一物块静止在斜面上,物块上端连接一轻弹簧,现用沿斜面向上、大小为F =kt 的拉力拉轻弹簧的上端,则弹簧的弹力F ′、物块受到的摩擦力F f 随时间变化的图像正确的是(时间足够长,斜面足够长,设沿斜面向上为正方向,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)()10.(多选)如图所示,一质量为m 的物块静止在倾角θ=60°的粗糙斜面上,用一个与斜面底边平行的力F =mg 2(g 为重力加速度)作用在物块上,该物块仍保持静止,则下列说法正确的是()A .该物块受到的摩擦力大小为32mg B .该物块受到的摩擦力大小为mgC .若撤掉该外力F ,此物块可能发生滑动D.若撤掉该外力F,此物块仍静止不动11.(2023·山东济宁市高三月考)黑板擦在手施加的恒定推力F作用下匀速擦拭黑板,已知黑板擦与竖直黑板间的动摩擦因数为μ,不计黑板擦的重力.则黑板擦所受的摩擦力大小是()A.F1-μ2B.μF1+μ2C.F1+μ2D.μF1-μ212.一长方形木板放置在水平地面上,在长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,挡板与木板不接触.现有一个方形物块在木板上沿挡板以速度v运动,同时长方形木板以大小相等的速度向左运动,木板的运动方向与竖直挡板垂直,已知物块跟竖直挡板和水平木板间的动摩擦因数分别为μ1和μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,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答案及解析1.C 2.B 3.C 4.D 5.C 6.B7.AC8.AD [由题意可知,开始物体做匀速运动,从t =0时刻,拉力F 开始均匀减小,t 1时刻拉力减小为零,出现的摩擦力有两种可能,一种是当拉力为零时,物体仍在滑动,则受到的一直是滑动摩擦力,即大小不变,A 正确;另一种是当拉力为零前,物体已静止,则物体先受到滑动摩擦力,后受到静摩擦力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力相等,而此时拉力小于滑动摩擦力大小,D 正确,B 、C 错误.]9.AD [弹簧的弹力始终等于拉力F ,即F ′=kt ,故A 正确,B 错误;物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mg sin α,方向向上,在拉力F 增大的过程中,静摩擦力的变化满足F +F f =mg sin α,随着F 的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,静摩擦力变为滑动摩擦力,之后大小就保持恒定,故C 错误,D 正确.]10.BD [对物块受力分析,可以简化成如图所示的受力分析,根据平衡条件,则有F f =(12mg )2+(32mg )2=mg ,故A 错误,B 正确;当撤去外力之后,只需要沿斜面向上且大小为32mg 的摩擦力就可以平衡,故此物块仍静止不动,故C 错误,D 正确.]11.B [设黑板擦与黑板间的弹力大小为F N ,摩擦力大小为F f ,黑板擦受力平衡,由三角形定则及勾股定理可得F 2=F N 2+F f 2,滑动摩擦力F f =μF N ,联立可得F f =μF 1+μ2,故A 、C 、D 错误,B 正确.]12.B [物块沿运动方向受挡板的摩擦力大小为F f1=μ1F N ,因物块沿挡板运动的速度的大小等于木板运动的速度的大小,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大小为F f2=μ2mg ,其方向与挡板成45°角,如图,则物块与挡板之间的正压力F N =μ2mg sin45°=22μ2mg,故挡板对物块的摩擦力大小为F f1=μ1F N=22μ1μ2mg,故B正确.]。
2020届一轮复习人教版摩擦力课时作业[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=22. 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.22μ1μ2mg C.12μ1μ2mg D.2μ1μ2mg答案:B 解析:物块沿运动方向受挡板的摩擦力为f 1=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f 2=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f 1=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.。
2024年高考物理一轮大单元综合复习导学练专题摩擦力导练目标导练内容目标1摩擦力的大小和方向目标2摩擦力的四类突变问题目标3全反力和摩擦角【知识导学与典例导练】一、摩擦力的大小和方向1.静摩擦力和滑动摩擦力静摩擦力滑动摩擦力定义两个具有相对运动趋势的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力两个具有相对运动的物体间在接触面上产生的阻碍相对运动的力产生条件(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有相对运动趋势(1)接触面粗糙;(2)接触处有弹力;(3)两物体间有相对运动大小(1)静摩擦力大小,与正压力无关,即0<F f ≤F f max(2)最大静摩擦力F f max 的大小与正压力大小有关滑动摩擦力的大小与正压力成正比,即f =μF N(μ:取决于接触面的材料及粗糙程度,与F N为无关)方向与接触面相切,与物体相对运动趋势的方向相反与接触面平行,与物体相对运动方向相反注意:①运动方向:一般指物体相对地面(以地面为参考系)的运动方向;②相对运动(趋势)方向:以其中一个物体为参考系,另一个物体相对参考系的运动方向。
2.判断静摩擦力的有无及方向的三种方法(1)假设法:(2)状态法:(3)牛顿第三定律法:“力是物体间的相互作用”,先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向,再根据牛顿第三定律确定相互作用的另一物体受到的静摩擦力的方向。
(4)带动法:①“主动带动被动”②“同向快带慢,反向互相阻”,多用于传送带和板块模型中,摩擦力方向的判断。
注意:摩擦力的方向总是与物体间相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但与物体的运动方向可能相反,也可能相同,还有可能不在同一一线上。
1(状态法)如图所示,木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.20,夹在A、B之间的弹簧被压缩了1cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面之间的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力)。
课时跟踪检测(五)摩擦力对点训练:对摩擦力的理解1.下列关于摩擦力的说法中,错误的是()A.两物体间有摩擦力,一定有弹力,且摩擦力的方向和它们的弹力方向垂直B.两物体间的摩擦力大小和它们间的压力一定成正比C.在两个运动的物体之间可以存在静摩擦力,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度D.滑动摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同,也可以相反解析:选B摩擦力方向沿接触面,弹力方向垂直接触面,且有摩擦力一定有弹力,A正确;静摩擦力与压力没有关系,B错误;静摩擦力可以产生在运动的物体间,且静摩擦力的方向可以与运动方向成任意角度,例如,静摩擦力提供向心力,C正确;滑动摩擦力可以是动力也可以是阻力,D正确。
2.(2017·天津一模)关于静摩擦力,下列说法中正确的是()A.两个运动的物体之间不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.静摩擦力做的功一定为零D.静摩擦力只有大小没有方向解析:选B静摩擦力可以存在于运动的两个物体之间,A错误;静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反,可能与物体运动方向相反,也可能相同,由恒力做功的表达式W=Fs cos α,可知静摩擦力可能做负功,也可能做正功,也可能不做功,故B正确,C错误;静摩擦力有大小,也有方向,故D错误。
对点训练:静摩擦力的分析与计算3.(多选)(2017·北京市延庆三中模拟)如图所示,在粗糙的水平面上叠放着物体A和B,A和B间的接触面也是粗糙的,如果用水平拉力F施于A,而A、B仍保持静止,则下面的说法中正确的是() A.物体A与地面间的静摩擦力的大小等于FB.物体A与地面间的静摩擦力的大小等于零C.物体A与B间的静摩擦力的大小等于FD.物体A与B间的静摩擦力的大小等于零解析:选AD以A、B为整体为研究对象,分析受力可知,整体水平方向受到拉力F和地面对A的静摩擦力f A,由平衡条件得到,f A=F。
课时跟踪检测(五)摩擦力对点训练:对摩擦力的理解1.(2018·昆山模拟)下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.静止的物体不可能受到滑动摩擦力B.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力C.有相对运动的两物体之间一定存在着摩擦力D.运动物体受到的摩擦力的方向总是与它的运动方向相反解析:选B静止的物体可以受到滑动摩擦力的作用,如在地面上滑行的物体,地面受到是滑动摩擦力,故A错误;相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力,比如:在沿着斜向上运动的传送带上与传送带相对静止的物体,故B正确;有相对运动的两物体之间,接触面不一定粗糙,因此不一定存在着摩擦力,故C错误;摩擦力的方向可能与运动的方向相同,也可能与运动的方向相反,但总是和物体之间的相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,故D错误。
2.[多选]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,摩擦力逐渐增大B.当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小D.木块开始运动前,拉力小于摩擦力解析:选ABC由题意可知,开始时木块保持不动,木块受静摩擦力,根据平衡条件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大小时,木块开始滑动,此时说明木块恰好达到最大静摩擦力;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,故A、B、C 正确,D错误。
对点训练:静摩擦力的分析与计算3.(2018·南京期末)为保障市民安全出行,有关部门规定:对乘坐轨道交通的乘客所携带的物品实施安全检查。
如图所示为乘客在进入地铁站乘车前,将携带的物品放到以恒定速率运动的水平传送带上,使物品随传送带一起运动并通过检测仪接受检查时的情景。
当乘客将携带的物品轻放在传送带上之后,关于物品受到的摩擦力,下列说法正确的是()A.当物品与传送带相对静止时,物品受到静摩擦力B.当物品受到摩擦力作用时,摩擦力方向与物品运动方向相同C.当物品受到摩擦力作用时,物品不一定受到弹力作用D.由于物品相对于地面是运动的,物品一定受到滑动摩擦力解析:选B当物品与传送带相对静止时,物品与传送带做匀速直线运动,两者之间没有要发生相对运动的趋势,故物品不受静摩擦力,也不受滑动摩擦力,所以A、D错误。
物品受到的静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,由题意可知,物品有相对传送带向后的运动趋势,故物品受到的摩擦力与运动方向相同,故B正确。
摩擦力存在的条件:①接触面粗糙,②有弹力,③有相对运动或者相对运动趋势。
由此,有弹力不一定有摩擦力,有摩擦力一定有弹力。
当物品受到摩擦力作用时,物品一定受到弹力的作用,故C错误。
4.[多选](2018·长春期末)如图所示,三个相同的长方形物体A、B、C叠放在水平面上。
水平向右的恒力F作用在B上,三个物体静止。
下列说法中正确的是()A.B对A的摩擦力水平向左,大小为FB.B对C的摩擦力水平向左,大小为FC.C对B的摩擦力水平向左,大小为FD.地面对C的摩擦力水平向左,大小为F解析:选CD对A受力分析,物体A处于平衡状态,只受重力和支持力,不受到摩擦力作用,若存在摩擦力,则出现不平衡现象,故A错误;对AB整体受力分析,水平方向受拉力和向左的摩擦力,根据平衡条件,C对B的摩擦力水平向左,大小为F;根据牛顿第三定律可知,B对C的摩擦力大小为F,方向水平向右,故B错误,C正确;对ABC整体受力分析,整体受到重力,地面的支持力,向右的拉力F,地面对C的静摩擦力,由共点力平衡可知,地面对C的摩擦力水平向左,大小为F,故D正确。
5.(2018·红河州一模)如图所示,物体A放在粗糙水平面上,左边用一根轻弹簧和竖直墙相连,静止时弹簧的长度小于原长。
若再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A,直到把A推动。
在A被推动之前的过程中,弹簧对A的弹力F1大小和地面对A的摩擦力F f大小的变化情况是()A.F1保持不变,F f始终减小B.F1保持不变,F f先减小后增大C.F1始终增大,F f始终减小D.F1先不变后增大,F f先减小后增大解析:选B由题意可知,放在粗糙水平面上,静止时弹簧的长度小于原长,则弹簧对A的推力向右,由于粗糙水平面,因此物体A同时受到水平向左的静摩擦力。
当再用一个从零开始逐渐增大的水平力F向左推A,直到把A推动前的过程中,物体A受到的静摩擦力从向左变为水平向右。
所以其大小先减小后增大,弹簧对物体A的弹力F1始终不变,故B正确,A、C、D错误。
6.[多选](2018·尖山区期中)如图所示,水平力F将物体P压在竖直墙上,物体P始终处于静止状态,则下列说法正确的是()A.若增大F,则P所受摩擦力增大B.若减小F,则P所受摩擦力不变C.若在P上放一物体,则P所受摩擦力增大D.若在P上放一物体,则P所受摩擦力不变解析:选BC物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,两个力平衡,增大或减小F,静摩擦力始终等于重力,保持不变。
在P上放一物体,对整体分析,由于静摩擦力等于总重力,所以摩擦力变大,故B、C正确,A、D错误。
对点训练:滑动摩擦力的分析与计算7.(2018·晋江市期中)如图所示,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理书内,书对A4纸的压力为3 N,A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为()A.0.3 N B.0.9 NC.1.2 N D.1.8 N解析:选D A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力,则有:F f=2μF N=2×0.3×3 N=1.8 N当拉力等于摩擦力时,拉力最小,所以有:F=1.8 N。
8.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力()A.方向向左,大小不变B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变D.方向向右,逐渐减小解析:选A A、B两物块一起向右做匀减速直线运动时,加速度方向水平向左,大小恒定,由牛顿第二定律可得:F f B=m B a,故B所受的摩擦力方向水平向左,大小为m B a,恒定不变,A正确。
9.(2018·南阳期中)一物块m在水平力拉动下,沿静止的水平传送带由A端运动到B 端,如图甲所示,这时所受摩擦力为F1;现开动机械让传送带向左匀速转动,再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端,这时所受摩擦力大小为F2,如图乙所示。
则F1、F2的大小关系满足()A.F1=F2B.F1<F2C.F1>F2D.上述三种情况都有可能解析:选A根据题意,水平传送带静止时和向左匀速转动时,将物块m由传送带的左端匀速拉动到右端的过程中,物块m受到的都是滑动摩擦力,物块与传送带间的动摩擦因数μ和物块对传送带的压力大小都不变,由滑动摩擦力公式F=μF N,得知F1=F2。
10.(2018·衡水二调)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,因而工人的拉力也不变解析:选D匀加速拖出材料的过程,只能持续到材料的重心离开台面的瞬间,故在匀加速拉动过程中,材料的重心在台面上,故材料对台面的压力不变,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 f=μF N可知摩擦力不变,故A、B错误;因为摩擦力不变,材料做匀加速直线运动,由牛顿第二定律可知F-F f=ma,因为加速度不变,摩擦力不变,所以工人的拉力不变,故D正确。
考点综合训练11.[多选]如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置一个质量为m的物块,M和m相对静止,一起沿斜面匀速下滑,下列说法正确的是()A.图甲中物块m受到摩擦力B.图乙中物块m受到摩擦力C.图甲中物块m受到水平向左的摩擦力D.图乙中物块m受到与斜面平行向上的摩擦力解析:选BD对题图甲:设物块m受到重力、支持力、摩擦力,而重力、支持力平衡,若受到摩擦力作用,其方向与接触面相切,方向水平,则物体m受力将不平衡,与题中条件矛盾,故假设不成立,A、C错误。
对题图乙:设物块m不受摩擦力,由于m匀速下滑,m必受力平衡,若m只受重力、支持力作用,由于支持力与接触面垂直,故重力、支持力不可能平衡,则假设不成立,由受力分析知:m受到与斜面平行向上的摩擦力,B、D正确。
12.木块A、B分别重50 N和70 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2,与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5 cm,系统置于水平地面上静止不动,已知弹簧的劲度系数为100 N/m。
用F=7 N的水平力作用在木块A上,滑动摩擦力近似等于最大摩擦力。
如图所示,则力F作用后() A.木块A所受摩擦力大小是10 NB.木块A所受摩擦力大小是2 NC.弹簧的弹力是12 ND.木块B所受摩擦力大小为12 N解析:选B木块A、B与地面间的最大静摩擦力分别为:F m A=μG A=0.2×50 N=10 N,F m B=μG B=0.2×70 N=14 N根据胡克定律得,弹簧的弹力大小为F弹=kx=100×0.05 N=5 N当F=7 N时,F-F弹=2 N<F m A,F弹<F m B,所以两物体都保持静止状态。
则由平衡条件得木块A所受摩擦力为F A=F-F弹=2 N,方向水平向左。
木块B所受的摩擦力为F B =F弹=5 N,方向水平向左。
13.(2018·西安联考)如图所示,A、B两物体叠放在水平地面上,A物体质量m=20 kg,B物体质量M=30 kg。
处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁,另一端与A物体相连,轻弹簧处于自然状态,其劲度系数为250 N/m,A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5。
现有一水平推力F作用于物体B上使B缓慢地向墙壁移动,当移动0.2 m时,水平推力F的大小为(已知A、B之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2)()A.350 N B.300 NC.250 N D.200 N解析:选B假设A、B间没有相对滑动,则轻弹簧的压缩量为x=0.2 m,此时轻弹簧的弹力大小为F=kx=50 N,而A与B间的最大静摩擦力为F f A=μmg=100 N,所以A、B 之间没有相对滑动,它们之间的摩擦力为静摩擦力,其大小为F f1=50 N,B与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,其大小为F f2=μ(m+M)g=250 N,由B缓慢移动,可知推力的大小为F=F f1+F f2=300 N,即B选项正确。