3.3摩擦力同步练习--2021-2022学年高一上学期物理鲁科版（2019）必修第一册（Word含答案）

鲁科版高一物理必修第一册课时同步练习
摩擦力
一、单项选择题
1、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.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C.B受到的摩擦力沿传送带向下
D.B、C受到的摩擦力方向相反
2、滑块A和B叠放在传送带上,A被细线连于墙上。如果传送带逆时针转动,滑块A和B都相对地面静止,则下列说法正确的是( )
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
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,物体在台边翻倒之前的过程中,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
4、如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置,将一木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与木块水平相连。现在用绳索与木板连接,用手向右水平拉绳索,使木板在桌面上滑动,下列说法中正确的是 (　　)
A.木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
B.木板必须在桌面上做匀速直线运动
C.木板必须在桌面上做匀加速直线运动
D.木板运动过程中,弹簧测力计的示数保持不变
5、如图,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,那么木板受地面的摩擦力大小为 ( )
A.μ1Mg B.μ2mg
C.μ1(m+M)g D.μ1Mg+μ2mg
6、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(弹簧可上下移动),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,如图所示。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(　　)
A. B.
C. D.
7、如图甲、乙所示,乙图中斜面体固定不动。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。关于物体P所受的摩擦力,下列说法正确的是 (　　)
A.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
D.甲、乙两图中物体P均不受摩擦力
8、如图所示,把一重为G的物块,用一水平方向的推力F=F0-kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,t=0时刻物块静止在墙壁上,一段时间后物块才沿墙壁向下滑动,则从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图中的 ( )
二、多项选择题
9、下列说法正确的是(　　)
A．运动的物体可能受静摩擦力作用
B．产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止
C．静摩擦力的大小可以用f＝μN来计算
D．摩擦力的大小一定与接触面上的压力成正比
10、如图所示,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增大
C.水平力F可能不变
D.水平力F必须逐渐增大
12、如图所示,重力G=20 N的物体,在水平面上向左运动,同时受到大小为5 N,方向向右的水平力F的作用,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,则 (　　)
A.物体所受摩擦力大小是4 N,方向水平向右
B.物体所受摩擦力大小是5 N,方向水平向左
C.在运动过程中,撤去F后,摩擦力仍不变
D.在运动过程中,撤去F后,摩擦力变为0
13、如图所示,在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则由表分析可知,下列选项正确的是 ( )
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 直线加速 0.7
4 匀速直线 0.5
5 直线减速 0.3
A.木块受到的最大静摩擦力为0.7 N
B.木块受到的最大静摩擦力可能为0.6 N
C.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各不相同
15、在探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律的实验中，特设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态．实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙，则结合该图象，下列说法正确的是( )
甲 乙
A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D．可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)
三、非选择题
14、如图所示是武警战士用头将四块砖顶在墙上,苦练头功的照片。假设每块砖的质量均为m,砖与墙面、砖与头间的动摩擦因数均为μ。要使砖恰好静止不动,则武警战士的头对砖施加的水平力为多大 (假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,砖与砖之间不发生滑动)
15、如图所示，质量为20 kg的物体放在水平地面上，已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为120 N，动摩擦因数是0.5，物体的一端与一根劲度系数为4×103 N/m的轻质弹簧相连(设弹簧的形变均在弹性限度内，取g＝10 m/s2)，问：
(1)将弹簧拉长2 cm时，物体受到地面的摩擦力f1多大？
(2)将弹簧拉长4 cm时，物体受到地面的摩擦力f2多大？
16、如甲图所示把一根长20 cm的轻质弹簧上端固定,下端系一质量为1 kg的木块,当木块静止时,弹簧长为25 cm;把此木块放在水平桌面上,用这个轻质弹簧水平拉它,当弹簧长为22 cm时,木块沿桌面匀速运动,如乙图。(g取10 m/s2)求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)木块与桌面间的动摩擦因数。
17、如图所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块所受的重力G＝6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25．问：
(1)当F＝25 N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？
(2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？
(3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？
(4)当F＝6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？
18、某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将木块放在水平长木板上，长木板放在光滑水平面上，如图(甲)所示，用力沿水平方向拉长木板，拉力从0开始逐渐增大．分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力f随拉力F的变化图象，如图(乙)所示．已知木块质量为1.0 kg，取重力加速度g＝10 m/s2．
(甲) (乙)
由上述采集的数据，请你回答下列问题：
(1)木块与长木板间的最大静摩擦力fm是多少？
(2)木块与长木板间的滑动摩擦力f为多少？
(3)木块与长木板间的动摩擦因数μ是多少？
答案与解析
1.B
解析：A物体沿水平方向做匀速直线运动,不受摩擦力,故A错误;B、C物体均有相对传送带向下滑动的趋势,故均受到沿传送带向上的静摩擦力,B正确,C、D错误。
2.D
解析：水平方向B受力平衡,则B不受摩擦力,A错误;以A、B整体为研究对象,A、B整体相对传送带向右运动,故A受到传送带向左的滑动摩擦力,B错误;滑动摩擦力与相对速度无关,只与动摩擦因数和压力有关,选项C错误;无论传送带的转速是多少,B都不受摩擦力,选项D正确。
3.B
解析：翻倒之前物体对平台的压力不变,所以滑动摩擦力大小不变。
4.D
解析：对木板受力分析,受重力、木块对木板的压力、木块对木板的滑动摩擦力、桌面对木板的支持力、桌面对木板的滑动摩擦力、水平拉力,共6个力。本实验中,木板不论做什么运动,木块总处于平衡状态,则弹簧测力计的拉力总等于木块所受滑动摩擦力。故选D。
5.B
解析：木块相对木板向右滑动,受到向左的滑动摩擦力,大小为f1=μ2mg,力的作用是相互的,故木块对木板有向右的滑动摩擦力,故木板有向右滑动的趋势,受到地面对其向左的静摩擦力,根据平衡条件,有地面对木板的摩擦力f2=f1,因而f2=μ2mg,故选项B正确。
6.A
解析：木块恰好匀速向下运动,说明木块受力平衡,则有f=G+F2,f=μF1,解得:μ=,故选A。
7.C
解析：题图甲中P做匀速直线运动,P没有相对于Q的运动趋势,则P不受摩擦力;题图乙中P处于平衡状态,P的重力使P有一沿斜面下滑的趋势,则Q对P有沿斜面向上的摩擦力,所以P受与F方向相同的摩擦力,故C正确。
8.D
解析：物块静止在墙壁上时受力平衡,在竖直方向上只受两个力,物块所受的静摩擦力和重力平衡,摩擦力大小为G,当F减小到某个值时,物块和墙壁间的最大静摩擦力等于重力,之后物块下滑,物块和墙壁间的正压力为F=F0-kt,而滑动摩擦力f=μF,那么物块沿墙壁下滑过程中滑动摩擦力与时间成线性关系。正压力不变时,最大静摩擦力稍大于滑动摩擦力,故物块由静止突然滑动的瞬间摩擦力突然要减小一点。综上可知,D正确。
9、AB
解析：受静摩擦力的物体可能是运动的也可能是静止的，A项正确；静摩擦力发生在只有相对运动趋势，没有相对运动的两个物体间，B项正确；f＝μN用于计算滑动摩擦力的大小，C项错误；静摩擦力的大小不一定与接触面上的压力成正比，D项错误．
10、BC
解析：容器处于平衡状态,在竖直方向上重力与摩擦力平衡,盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大,如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力,则水平力F可能不变,选项B、C正确。
11、AC
解析：物体所受摩擦力大小是Ff=μmg=0.2×20 N=4 N,方向水平向右,选项A正确,B错误;在运动过程中,撤去F后,物体向左减速运动,摩擦力仍不变,选项C正确,D错误。
12、BC
解析：第一次和第二次实验都没有拉动木块,说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力,第三次实验时,木块做加速运动,说明拉力已经大于最大静摩擦力Fm,因此可知,最大静摩擦力范围为0.6 N≤Fm<0.7 N,故A错,B对。滑动摩擦力与运动情况无关,因此第三、四、五次的摩擦力大小相等,故C对,D错。
13、ABC解析：t＝0时传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A对；t＝50 s时摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车启动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为3 N 的滑动摩擦力，B、C对；此后由于沙和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故50 s后小车将加速运动，D错．
三、非选择题
14、答案：
解析：以四块砖为研究对象进行受力分析,砖恰好静止不动,则砖所受到的摩擦力刚好达到最大,
即f1=f2=μF,又f1+f2=4mg
联立两式可得F=
15、解析：(1)根据胡克定律F＝kx，当x＝2 cm＝0.02 m 时，
F1＝4×103×0.02 N＝80 N；
由于拉力F1小于最大静摩擦力，物体具有向右的运动趋势，此时物体受到地面的静摩擦力大小为f1＝80 N．
(2)当x＝4 cm＝0.04 m时，F2＝4×103×0.04 N＝160 N，大于最大静摩擦力，物体已经运动，这时摩擦力为滑动摩擦力，大小为f2＝μFN＝μmg＝0.5×20×10 N＝100 N．
答案：(1)80 N
(2)100 N
16、答案：(1)200 N/m
(2)0.4
解析：(1)当弹簧上端固定时,根据胡克定律得F1=mg=k(l1-l0)
则k== N/m=200 N/m
(2)木块沿桌面匀速运动时,弹簧对木块的拉力的大小
F2=k(l2-l0)=200×(0.22-0.20) N=4 N
由平衡条件得F2=μmg,解得μ=0.4。
17、解析：(1)对木块进行受力分析，木块没动，说明木块处于平衡状态，根据二力平衡知，木块受的静摩擦力一定和重力大小相等，方向相反，f1＝6 N．
(2)当F增大为30 N时，木块与墙壁之间仍然是静摩擦力，这个力与重力相平衡，因此f2＝6 N．
(3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块和墙面之间是滑动摩擦力，f3＝μN＝0.25×10 N＝2.5 N．
(4)当F＝6 N时，木块与墙壁之间仍是滑动摩擦力，f4＝μN＝0.25×6 N＝1.5 N．
答案：(1)6 N
(2)6 N
(3)2.5 N
(4)1.5 N
18、解析：(1)用力沿水平方向拉长木板，拉力从0开始逐渐增大．刚开始长木板处于静止状态，长木板受拉力和木块对长木板间的静摩擦力，当拉力达到4 N时，开始发生相对滑动，木块与长木板间产生了滑动摩擦力．由题图可知木块与长木板间的最大静摩擦力fm为4 N．
(2)当拉力达到4 N时，开始发生相对滑动，木块与长木板间产生了滑动摩擦力．由题图可知木块与长木板间的滑动摩擦力f为3 N．
(3)根据滑动摩擦力公式得μ＝＝＝0.3．
答案：(1)4 N
(2)3 N
(3)0.3