2021—2022学年人教版(2019)必修第一册
3.2摩擦力同步练习
一、单项选择(下列各题中四个选项中只有一个选项符合题意,共36分)
1.(本题3分)下列说法不正确的是( )
A.静止的物体不受力,运动的物体才受力
B.物体与接触面之间没有弹力,一定也没有摩擦力
C.任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体
D.放在桌面上的书本对桌面的压力是由书本的形变而产生的
2.(本题3分)下面关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.滑动摩擦力的大小可以用公式直接计算
B.拉不动物体,是因为拉力小于摩擦力
C.静摩擦力的方向总是与物体运动趋势的方向相反
D.滑动摩擦力总是阻碍物体运动
3.(本题3分)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已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,铁夹与球接触面保持竖直,则( )
A.若小球在空中处于静止状态,小球受到的静摩擦力方向竖直向下
B.若小球在空中处于静止状态,小球受到的摩擦力与重力大小相等
C.若小球在空中处于静止状态,增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
D.若铁夹夹金属小球一起水平移动,小球受到的是滑动摩擦力
4.(本题3分)一人握住旗杆往上爬,则下列说法中正确的是( )
A.人受的摩擦力的方向向下
B.人受的摩擦力的方向向上
C.人握旗杆所用的力越大,所受的摩擦力也越大
D.人所受的摩擦力是滑动摩擦力
5.(本题3分)如图所示,木块沿竖直墙下落,木块的受力情况是( )
A.只受重力
B.受到重力和摩擦力
C.受到重力、摩擦力和弹力
D.受到重力和弹力
6.(本题3分)图甲所示为一人推着自行车向前行走,图乙所示为另一人蹬着自行车正常向前行驶。关于两图中地面对自行车车轮的摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.甲图中的自行车前、后两轮都受到向前的摩擦力
B.甲图中的自行车前、后两轮都受到向后的摩擦力
C.乙图中的自行车前、后两轮都受到向前的摩擦力
D.乙图中的自行车前、后两轮都受到向后的摩擦力
7.(本题3分)如图所示,在的粗糙水平面上,有一质量为的物体以一定速度向右运动,同时还有一水平向左、大小为的力作用于物体上,则关于物体受到的摩擦力的大小与方向下列选项正确的是( )
A.
水平向左
B.
水平向右
C.
水平向左
D.
水平向右
8.(本题3分)如图所示,质量分别为m、M的A、B两木块叠放在水平地面上,A与B之间的动摩擦因数和B与水平地面间的动摩擦因数均为μ。在水平拉力F的作用下,A和B相对静止一起向右做匀速直线运动,重力加速度为g。则A、B受到的摩擦力大小分别是( )
A.μmg μMg
B.μmg μ(m+M)g
C.0 μMg
D.0 μ(m+M)g
9.(本题3分)质量为的长木板A放置在水平地面上,与水平地面的动摩擦因数是,质量为m的木块B放在长木板A上,与长本板之间的动摩擦因数为,现用水平拉力F拉木块B使其相对A向右运动,长木板也同时随之向右运动,那么长木板A受到地面的摩擦力大小及方向为( )
A.,水平向左
B.,水平向左
C.,水平向右
D.,水平向右
10.(本题3分)一质量为4.0kg的木箱以某初速度沿水平面向右滑行,同时施加一个水平向右的拉力,大小为10N。已知木箱与地面间的动摩擦因数为0.3,取重力加速度g=10m/s2。则木箱所受的摩擦力( )
A.大小为10N,方向水平向右
B.大小为2N,方向水平向左
C.大小为12N,方向水平向右
D.大小为12N,方向水平向左
11.(本题3分)如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向上共受三个力,F1,F2和摩擦力,处于静止状态。其中F1=18N,F2=6N。若撤去力F1后,下列说法正确的是( )
A.物体向左加速运动
B.物体受到的合外力为0
C.物体受到的静摩擦力为18N
D.物体受到静摩擦力为12N
12.(本题3分)如图甲所示,质量为的物块在水平力作用下由静止释放,物块与墙面间的动摩擦因数为0.4,力随时间变化的关系如图乙所示,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,。下列图像中,能正确反映物块所受摩擦力大小与时间()变化关系的是( )
A.
B.C.
D.
二、多项选择题(下列选项中有多个选项满足题意)共24分)
13.(本题3分)下列说法正确的是(
)
A.两物体间的弹力与被支持物的重力大小一定相等
B.两物体间的摩擦力大小与弹力大小成正比
C.物体的运动方向与它受到的摩擦力方向间可成任意夹角
D.两物体间的摩擦力方向与弹力方向一定垂直
14.(本题3分)现代的激光打印机都是自动进纸的,其进纸原理如图所示,进纸槽里叠放有一叠白纸,每一张纸的质量为m。进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上,并沿逆时针方向转动,确保第1张纸与第2张纸相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1,白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2,则( )
A.第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左
B.最后一张白纸受到纸槽底座的摩擦力向右
C.下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右
D.正常情况下单张纸打印必须满足μ1>μ2
15.(本题3分)如图甲所示,在探究摩擦力的实验中,一人用由0逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为5kg的木箱,木箱所受的摩擦力与F的关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.木箱所受的滑动摩擦力大小为15N
B.木箱所受的滑动摩擦力大小为16N
C.木箱与地面间的动摩擦因数
D.木箱与地面间的动摩擦因数
16.(本题3分)如图甲所示,在桌面上有一本书,书上放一水杯,给水杯施加一水平力F,其大小随时间t变化关系如图乙所示。设甲桌面对书的摩擦力为,各接触面间的最大静摩力等于滑动摩擦力,则下列图像中能正确表示随时间t变化规律的是( )
A.
B.
C.
D.
17.(本题3分)如图甲所示,重为20N的木块静止放在水平桌面上,给木块施加一随时间逐渐增大的水平拉力F,传感器描绘出木块与桌面之间摩擦力Ff随着时间变化的图线如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.当拉力F增大到10N时,木块仍然静止
B.当拉力F增大到10N时,木块已经运动
C.当拉力F增大到15N时,摩擦力Ff大小仍为10N
D.木块与水平桌面间的动摩擦因数为0.5
18.(本题3分)木块甲、乙分别重50
N和60
N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块乙上,如图所示。力F作用后木块所受摩擦力情况是( )
A.木块甲所受摩擦力大小是8
N
B.木块甲所受摩擦力大小是11.5
N
C.木块乙所受摩擦力大小是9
N
D.木块乙所受摩擦力大小是7
N
19.(本题3分)如图所示,物体P放在粗糙水平面上,左边用根轻弹簧与竖直墙相连,物体静止时弹簧的长度小于原长。若再用一个从0开始逐渐增大的水平力F向左推P,直到恰好推动,那么在P被推动之前的过程中,弹簧对P的弹力F的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化情况是( )
A.F始终不变
B.F逐渐增大
C.f先减小后增大
D.f逐渐增大
20.(本题3分)木块A、B的重力均为40N,它们与水平地面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△x=2.0cm,弹簧的劲度系数k=400N/m,系统置于水平地面上静止不动,现用F=9N的水平力推木块B,如图所示,力F作用后( )
A.木块A所受静摩擦力大小为8
N
B.弹簧的压缩量变为2.5
cm
C.木块B所受静摩擦力为0
D.木块B所受静摩擦力大小为1.0
N
三、综合计算题(要求写出必要的计算过程)(共40分)
21.(本题8分)如图所示,水平向右运动的物体重力为200N,物体与水平面之间的动摩擦因数μ=0.1。在运动过程中,物还受到一个水平向左的拉力F的作用。求物体受到的摩擦力。
22.(本题8分)将一重力可忽略不计的纸夹在书内,已知书对纸的压力为2N,若用F=1N的水平拉力拉纸,紙刚好被匀速拉出。求纸与书之间的动摩擦因数。
23.(本题12分)质量为2kg的物体静止在水平地面上,如下图所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平推力F。(取g=10
m/s2)
(1)当推力大小为5N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当推力大小为12N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(3)物体运动过程中突然把推力去掉,此时地面对物体的摩擦力是多大?
24.(本题12分)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和到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为μ=0.4,物块P重为40
N,物块Q重为20
N,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动,求:
(1)物块Q所受到的滑动摩擦力的大小和方向;
(2)物块P所受地面的滑动摩擦力的大小和方向;
(3)拉动物块P所需的力F为多大。
参考答案
1.A
【解析】
A.静止的物体、运动的物体都可以受到力的作用,A错误;
B.根据摩擦力和弹力的产生条件可知,接触和弹性形变会产生弹力,接触、弹性形变、粗糙、相对运动和相对运动趋势会产生摩擦力,故物物体与接触面之间没有弹力,一定也没有摩擦力,B正确;
C.由力的相互性可知,甲推乙的同时,乙也推甲,即任何一个物体,一定既是受力物体,也是施力物体,C正确;
D.根据弹力的产生规律可知,施力物体的形变产生弹力作用于受力物体上,即放在桌面上的书本对桌面的压力是由书本的形变而产生的,
D正确。
故选A。
2.A
【解析】
A.
滑动摩擦力的大小可以用公式
直接计算,选项A正确;
B.
拉不动物体,是因为拉力小于最大静摩擦力,选项B错误;
C.
静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反,选项C错误;
D.
滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动,选项D错误。
故选A。
3.B
【解析】
AB.对小球受力分析可知,小球受重力、两侧铁夹的弹力以及摩擦力作用。根据平衡条件可知,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,A错误,B正确;
C.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,C错误;
D.若水平移动铁兲,由于小球在竖直方向受力始终平衡,且没有相对运动,故小球受到的还是静摩擦力,D错误。
故选B。
4.B
【解析】
ABD.人握住旗杆的手没有相对于旗杆向下滑动,而是相对于旗杆具有向下滑动的趋势,所以人受到的摩擦力是静摩擦力,方向向上,故AD错误、B正确;
C.人握旗杆所用的力越大,即人手对旗杆的压力越大,则人手受到旗杆的最大静摩擦力将越大;如果人匀速向上爬,则静摩擦力与重力等大反向,与人手的握力无关,故C错误。
故选B。
5.A
【解析】
木块沿竖直墙下落,与墙面没有挤压,故没有弹力,更谈不到摩擦力。
故选A。
6.B
【解析】
AB.甲图中自行车被动向前,所以两轮受到的摩擦力均向后,A错误,B正确;
CD.乙图中自行车的后轮为动力,所以受到的摩擦力向前,而前轮为被动向前,所以所受的摩擦力向后,C错误,D错误。
故选B。
7.A
【解析】
物体受到的滑动摩擦力
方向与相对运动方向相反,所以为水平向左。
故选A。
8.D
【解析】
由于A和B一起做无相对滑动的匀速运动,所以A和B的速度相同,对A受力分析,受重力与B对A的支持力,A、B间没有摩擦力,若有摩擦力,则A不可能与B相对静止;对A和B整体受力分析,水平方向受向右的拉力F,由二力平衡可知,B必受到地面的水平向左的滑动摩擦力,即
故选D。
9.B
【解析】
长木板向右运动,受到地面的摩擦力水平向左,大小为
故选B。
10.D
【解析】
木箱沿水平面向右滑行,则受滑动摩擦力向左;摩擦力大小为
f=μmg=12N
故选D。
11.B
【解析】
开始时物体平衡,则所受的静摩擦力为
f=F1-F2=12N
方向向左;当撤去力F1后,物体受
F2=6N<12N
则物体仍静止,所受的合力为零,受静摩擦力为
f′=F2=6N
故选B。
12.C
【解析】
物块水平方向受力平衡
滑动摩擦力竖直向上
所以Ff?t图象的是过原点的倾斜直线,斜率k=2,当物块静止时,物块受到静摩擦力作用
图象和t轴平行,Ff?t图象的面积表示Ff的冲量,根据动量定理
解得物块运动的时间为
故C正确,ABD错误。
故选C。
13.CD
【解析】
A.只有平衡态下,两物体间的弹力与被支持物的重力大小相等,选项A错误;
B.滑动摩擦力大小与弹力大小成正比,静摩擦力与弹力无关,选项B错误;
C.摩擦力方向与相对运动方向相反,与物体运动方向可成任意夹角,选项C正确;
D.摩擦力方向沿接触面,而弹力方向垂直接触面,故二者一定垂直,选项D正确。
故选CD。
14.CD
【解析】
A.第1张卡片相对于滚轮的运动趋势方向与滚轮的运动方向相反,则受到滚轮的静摩擦力与滚轮的运动方向相同,即受到滚轮的摩擦力向右,故A错误;
B.对除第1张卡片外进行研究,处于静止状态,水平方向受到第1张卡片的滑动摩擦力,方向与滚轮的运动方向相同,则根据平衡条件可知最后1张卡片受到桌面的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反,即水平向左,故B错误;
C.根据题意,因上一张相对下一张要向右滑动,则上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左,那么下一张相对上一张要向左滑动,因此下一张卡片受到上一张卡片的摩擦力一定向右,故C正确;
D.正常情况下单张纸打印必须满足,滚轮与白纸之间的摩擦力要大于纸与纸的摩擦力,则有
μ1>μ2
故D正确。
故选CD。
15.AC
【解析】
AB.由图乙可知,木箱受的滑动摩擦力大小为15N,A正确,B错误;
CD.根据
解得木箱与地面间的动摩擦因数
C正确,D错误。
故选AC。
16.BD
【解析】
对杯子和书本的整体,若开始时力F小于书与桌面间的最大静摩擦力,则随力F的增加,桌面给书的静摩擦力逐渐变大,直到F等于最大静摩擦力后书开始滑动,以后桌面对书的摩擦力为滑动摩擦力保持不变,则图像为D;若开始时力F大于最大静摩擦力,则开始时书就相对桌面滑动,摩擦力是滑动摩擦力保持不变,图像为B。
故选BD。
17.ACD
【解析】
ABC.由图可知,当拉力F增大到10N时,木块受的摩擦为静摩擦力,根据平衡可知,摩擦力大小为10N,此时木块仍处于静止状态,当拉力F增大到12N时,木块受的摩擦力为最大静摩擦力,后续木块开始运动,受的滑动摩擦力,大小为10N,当拉力F超过12N后,木块继续运动,受的滑动摩擦力大小仍为10N,故AC正确,B错误;
D.滑动摩擦力大小为10N,动摩擦因数为
故D正确;
故选ACD。
18.AC
【解析】
由于弹簧被压缩了,故弹簧的弹力
对乙,其最大静摩擦力
f乙=60N×0.25=15N
它受向右的8N的弹力,还有向右的1N的拉力,故两力的合力大小为9N,方向水平向右,小于其最大静摩擦力,乙也处于静止状态,受力平衡,故它受到的摩擦力等于弹簧对它的弹力和拉力的合力9N,方向水平向左;
对于甲来说弹簧对它的力是向左的,大小为8N,而甲静止,甲最大的静摩擦力为:
f甲=50N×0.25=12.5N>F
则甲静止,则甲受到的摩擦力与F等大方向
f甲=F=8N
故甲受到的摩擦力为8N,方向水平向右;
故选AC。
19.AC
【解析】
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P的推力向右,由于粗糙水平面,因此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P,直到把P推动前过程中,物体P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。在物体被推动之前,弹簧的长度没有发生变化,所以弹簧的弹力保持不变。
故选AC。
20.AD
【解析】
CD.由胡克定律,得
木块与地面间的最大静摩擦力为
因AB均静止,则摩擦力为,当施加水平推力时,B水平方向受到向右8N的弹簧弹力,向左9N的推力,故摩擦力变为1N,B仍处于静止,故C错误,D正确;
AB.施加水平推力后,A水平方向受到弹簧长度没有变化,弹力不变,根据平衡条件得
故A正确,B错误。
故选AD。
21.20N,方向水平向左
【解析】
物体相对地面运动,则受到地面对它的滑动摩擦力作用,受力分析如图所示
滑动摩擦力大小为
又
联立两式,代入数据求得
滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,故地面对它的滑动摩擦力方向水平向左。
22.0.25
【解析】
纸带匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得
f=F=1N
由于纸上下表面均处摩擦力,故纸张单面受到的摩擦力为
书对纸的上下表面的压力为FN=2N,根据
f=μFN
可得动摩擦因数
23.(1)5N;(2)10N;
(3)10N
【解析】
(1)由题意可知,物体在地面上能够受到的最大静摩擦力为
当F1=5N时,有
此时物体将静止,根据二力平衡可知地面对物体的摩擦力大小为
(2)当F2=12N时,有
此时物体将相对地面滑动,则地面对物体的摩擦力大小为
(3)物体运动过程中突然把推力去掉,此时地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力,其大小仍为10N。
24.(1)8
N,方向水平向右;(2)24
N,方向水平向左 (3)40
N
【解析】
(1)物块Q所受到的滑动摩擦力的大小
方向水平向右;
(2)物块P所受地面的滑动摩擦力的大小
方向水平向左;
(3)设跨过定滑轮的轻绳拉力大小为T,对物块Q,由平衡条件得
对物块P受力分析,P水平方向受到向右的拉力F、Q对P向左的摩擦力及地面对P向左的摩擦力,根据平衡条件,有