3.3摩擦力 课时作业-2021-2022学年高一上学期物理粤教版（2019）必修第一册（word含答案）

粤教版高一物理必修第一册课时作业
第三节 摩擦力
一、单项选择题
1、下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.猴子沿竖直竹竿匀速上爬时,受到的摩擦力方向向下
B.冬天下雪天,在道路上垫上草垫让人行走,是为了减小摩擦使人不易滑倒
C.运动员跑步时,地面给人向后的摩擦力
D.我们骑自行车不打滑的时候,后轮受到摩擦力的方向向前
2.关于动摩擦因数,下列说法正确的是 (　　)
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决定的,与滑动摩擦力和压力无关
3、如图所示,物体A的质量为1 kg,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,物体以一定的初速度v0向右滑行的同时受到一个水平向左、大小为F0=1 N的作用力,此时物体受到的摩擦力(g取10 m/s2)（ ）
A.大小为1 N,方向水平向右
B.大小为1 N,方向水平向左
C.大小为2 N,方向水平向右
D.大小为2 N,方向水平向左
4.如图,木块质量为m,与水平桌面间的动摩擦因数为μ,在水平向右的力F的作用下做匀速运动,从物体到达桌面边缘开始,到物体下落的过程中物体始终保持匀速运动,下列说法正确的是(重力加速度为g)（ ）
A.推力F因物体悬空部分越来越大而变小
B.推力F在物体下落前会变为原来的
C.推力F始终是μmg
D.因接触面变小,动摩擦因数μ会变大
5、如图所示,水平地面上堆放着圆木,关于圆木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是 (　　)
A.M处受到的支持力竖直向上
B.N处受到的支持力竖直向上
C.M处受到的静摩擦力沿MN方向
D.N处受到的静摩擦力沿水平方向
6、如图所示,长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面,停止运动时木板右端离开桌面边缘的距离为L,则该过程中,木板所受摩擦力f与位移x的关系图线是 ( )
7、如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器通过细绳相连接,且细绳保持水平,从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,k、t1、t2已知,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,据此可求( )
A.A、B之间的动摩擦因数μAB
B.B与水平面间的动摩擦因数μ
C.A、B之间的最大静摩擦力
D.B与水平面之间的最大静摩擦力为kt2
8、如图所示,把一重为G的物体,用一水平推力F=kt(k为恒量且大于0,t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上,从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t变化的关系是图中的( )
二、多项选择题
9、关于静摩擦力,下列说法正确的是（ ）
A.静摩擦力一定是阻力
B.受静摩擦力作用的物体可以是运动的
C.两个相对静止的物体之间一定有静摩擦力的作用
D.在压力一定的条件下,静摩擦力的大小是可以变化的,但有一定限度
10、如图所示,木块放在水平面上,在水平方向上受三个力,即F1、F2和摩擦力,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N。若撤去F1,关于木块,下列说法正确的是 (　　)
A.不再保持静止
B.仍保持静止状态
C.摩擦力的大小为2 N,方向水平向右
D.摩擦力的大小为2 N,方向水平向左
11、用水平力F将同种材料制作的不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,物体所受摩擦力越大
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
12、如图甲所示,水平木板上有质量m=2 kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小如图乙所示,取重力加速度g=10 m/s2,下列判断正确的是 (　　)
A.t=1 s时外力F等于零
B.t=3 s时物块处于静止状态
C.t=6 s时拉力F一定大于5 N
D.物块与木板间的动摩擦因数为0.15
13、在学完摩擦力的知识后,小林同学知道了动摩擦因数与接触面的材料有关,于是小林想通过测量物体间的动摩擦因数,并利用下表的信息来推测P的材料。他先用弹簧测力计测得物块P重13 N,然后他把弹簧测力计的一端固定在墙上,如图,用力F水平向左拉金属板,金属板向左运动,此时测力计的示数稳定(图中已把弹簧测力计的示数放大画出),则下列选项错误的是 (　　)
材料 动摩擦因数
金属-金属 0.25
橡胶-金属 0.30
木头-金属 0.20
皮革-金属 0.28
A.P受到的静摩擦力大小为3.4 N
B.P受到的滑动摩擦力大小为2.60 N
C.P很可能是木头
D.只能匀速拉金属板
三、非选择题
14、如图所示，汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动，车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动．
问题：
(1)若v1(2)若v1>v2，分析货物A受到的汽车B所施加的滑动摩擦力方向．
15、质量为2 kg的物体静止在水平地面上，如图所示，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.(g取10 m/s2)
(1)当推力大小为5 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
(2)当推力大小为12 N时，地面对物体的摩擦力是多大？
16、有一个质量为m=15 kg 的物体静止在水平地面上,在水平拉力F1=30 N的作用下,沿着水平地面做匀速直线运动。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g取10 m/s2),则:
(1)物体与地面之间的动摩擦因数为多少
(2)若物体静止时改用水平拉力F2=20 N作用于该物体上,则物体受到的摩擦力大小为多少
(3)若改用水平拉力F3=60 N作用于该物体上,则物体受到的摩擦力大小为多少
17、某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连,滑轮和木块之间的细线保持水平,在木块上放置砝码。缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。某次实验所得数据在表中给出,其中f4的值从图(b)中弹簧测力计读出。
砝码的质量m/kg 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55 f4 2.93
图(a) 图(b)
图(c)
回答下列问题:
(1)f4= N;
(2)在图(c)的坐标纸上根据数据描点,并绘出f-m图线;
(3)f与m、木块质量M、木板和木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度g之间的关系式为f= ,f-m图线(直线)的斜率的表达式k= ;
(4)由绘出的f-m图线求得μ= (保留两位有效数字)。
18、如图所示,人重为500 N,木块重为100 N,人与木块、木块与地面间的动摩擦因数均为0.2,现人用力拉绳,通过定滑轮使二者共同向左匀速运动,上下两股绳拉动时均沿水平方向。求:
(1)地面对木块的摩擦力大小和方向;
(2)木块对人双脚的摩擦力大小和方向。
答案与解析
1.D
解析：猴子沿竖直竹竿匀速上爬时,相对于竹竿有向下运动的趋势,所以受到的摩擦力向上,故A错误;在道路上垫上草垫是增大摩擦力,防止行人在雪地行走时打滑摔倒,故B错误;运动员跑步时,鞋底相对于地面有向后运动的趋势,因此受到的静摩擦力向前,故C错误;自行车不打滑前行时,地面给后轮的静摩擦力向前,故D正确。
2.D
解析：动摩擦因数与接触面的材料和粗糙程度有关,与滑动摩擦力和压力均无关,故A、B、C错误,D正确。
3.D
解析：物体以初速度v0沿水平地面向右做匀减速运动,受到的滑动摩擦力大小为f=μmg=0.2×1×10 N=2 N,方向水平向左,故D正确,A、B、C错误。
4.B解析：A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力,则f=2μFN=2×0.3×2 N=1.2 N,当拉力等于滑动摩擦力时,拉力最小,所以F=1.2 N,故B正确,A、C、D错误。
5.A
解析：M处受到的支持力的方向与地面垂直向上,即竖直向上,故A正确;N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上,不是竖直向上,故B错误;圆木相对于地有向左运动的趋势,则在M处受到的静摩擦力沿地面向右,故C错误;因圆木P有沿圆木方向向下运动的趋势,所以N处受到的静摩擦力沿MN方向,故D错误。
6.D
解析：设木板质量为M,当木板滑上粗糙桌面时,受到滑动摩擦力,由于木板对粗糙桌面的压力随着进入粗糙桌面的长度变化而变化,因此在前3L位移中,f=μmg=μkxg(m=kx);当木板完全进入粗糙桌面后,木板对粗糙桌面的压力等于木板重力,f=μMg,故A、B、C错误,D正确。
7.C
解析：0~t1时间内,A不受水平拉力,说明水平面对B的静摩擦力没有达到最大值,t1~t2时间内力传感器的示数逐渐增大,说明水平面对B的静摩擦力达到最大值kt1,B对A有向右的静摩擦力,t2时刻后力传感器的示数不变,说明B相对A向右运动,A受到滑动摩擦力,则t2时刻A、B之间的静摩擦力达到最大值,且为fmax=k(t2-t1),故C正确、D错误。由于t2时刻后B运动A静止不动,则A、B间有滑动摩擦力,大小等于k(t2-t1),由于A的质量不知,则A对B的压力不能求出,所以不能求出A、B之间的动摩擦因数μAB,故A错误。B对水平面的压力求不出来,因此不能求出B与水平面间的动摩擦因数,故B错误。
8.B
解析：物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力Ff的作用,由于开始一段时间Ff=μFN=μF,F从零开始均匀增大,FfG,物体向下做减速运动,直至减速为零。在整个运动过程中,摩擦力为滑动摩擦力,其大小为Ff=μFN=μF=μkt,即Ff与t成正比,是一条过原点的倾斜直线。当物体速度减为零后,滑动摩擦力突变为静摩擦力,其大小Ff=G,所以物体静止后的图线为平行于t轴的直线。正确答案为B。
9.BD
解析：静摩擦力的方向可以与物体运动方向相反,充当阻力,也可以与物体运动方向相同,充当动力,故A错误。运动的物体也可能受静摩擦力,比如在水平路面上,汽车启动时,车厢底板上的物体会受到静摩擦力作用,故B正确。两个相对静止的粗糙物体之间有相对运动趋势,且存在弹力时,才有静摩擦力的作用,故C错误。对于一个确定的接触面而言,静摩擦力的大小根据平衡条件来确定,是可以变化的,但不能超过最大静摩擦力,D正确。
10.BC
解析：木块开始在水平方向受三个力而平衡,则有f=F1-F2=10 N-2 N=8 N;木块处于静止状态,说明木块与水平面间的最大静摩擦力大于等于8 N;撤去F1后,F2=2 N<8 N,故木块仍能静止,受静摩擦力大小与F2相等,方向与F2的方向相反,水平向右,故B、C正确,A、D错误。
11.BC
解析：若物体保持静止,处于平衡状态,对物体受力分析,受推力F、重力G、墙壁对其垂直墙壁的支持力N和竖直向上的静摩擦力f,根据平衡条件,有F=N,f=G,即静摩擦力与重力平衡,与推力大小无关;若物体沿墙壁向下滑动,物体受到的是滑动摩擦力的作用,根据f=μN可知,F越大,摩擦力越大。综上可知,B、C正确,A、D错误。
12.BD
解析：t=1 s时外力F等于静摩擦力1 N,故A错误;t=3 s时物块静止,故B正确;t=6 s时拉力F的大小无法确定,故C错误;物块与木板间的动摩擦因数为μ===0.15,故D正确。
13.AD
解析：弹簧测力计的示数F1=2.60 N,当弹簧测力计示数稳定时,物块P处于平衡状态,受到的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力大小为f=2.60 N,故A错误,B正确;滑动摩擦力f=μFN,FN=mg=13 N,解得μ=0.2,由表格数据可知物块P的材料可能为木头,故C正确;匀速或加速拉金属板,物块始终处于平衡状态,都可以求出滑动摩擦力大小,故D错误。
14、解析：(1)若v1(2)若v1>v2，货物A相对汽车B向左滑动，受到汽车B所施加的向右的滑动摩擦力，汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力．
答案：见解析
15、答案：(1)5 N
(2)10 N
解析：在地面上，FN＝mg，则滑动摩擦力(即最大静摩擦力fmax)大小为Fmax＝μFN＝μmg＝0.5×2×10 N＝10 N.
(1)当推力F＝5 N时，F(2)当推力F＝12 N时，F>Fmax，物体滑动．则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑＝μFN＝μmg＝10 N.
16、答案：(1)0.2
(2)20 N
(3)30 N
解析：(1)物体匀速运动,则拉力等于滑动摩擦力,即F1=μmg
解得μ===0.2
(2)若物体静止时改用水平拉力F2=20 N作用于该物体上,因物体和地面之间的最大静摩擦力为fm=μmg=30 N>20 N
则物体静止不动,物体受到的摩擦力大小为f=F2=20 N。
(3)若改用水平拉力F3=60 N作用于该物体上,因F3=60 N>fm,则物体在地面上滑动,物体受到的滑动摩擦力大小为f=30 N。
17、答案：(1)2.77(2.76~2.78均可)
(2)如解析图所示
(3)μ(M+m)g μg
(4)0.40
解析：(1)由题图(b)可以看出,弹簧测力计的指针在2.70和2.80之间,读数为2.77 N;
(2)根据表中的数据,在坐标纸上描出各点,连线如图所示;
(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度g之间的关系式为f=μ(M+m)g,k的表达式为k=μg;
(4)由图像可以得出斜率为k= m/s2=3.9 m/s2,所以μ===0.40。
18.答案：(1)120 N,方向水平向右
(2)60 N,方向水平向右
解析：(1)人和木块整体在竖直方向上受重力和地面的支持力,根据二力平衡有FN=G人+G木
因人和木块一起向左匀速运动,所以地面对木块的摩擦力为滑动摩擦,方向水平向右,则f=μFN
代入数据得f=120 N
(2)把人和木块看成一个整体,在水平方向上受到地面对木块向右的摩擦力及两根绳子对人和木块向左的拉力,根据力的平衡条件有2F=f
人受到绳子水平向左的拉力及木块对人向右的摩擦力,又因为人与木块保持相对静止,所以人受到木块的摩擦力为静摩擦力,根据二力平衡有f'=F
代入数据解得f'=60 N,方向水平向右