第二节摩檫力
一、单选题(共7题,每题5分,共35分)
1.如图所示,质量为1kg的物体在3N的水平拉力F作用下,向右做直线运动。物体与水平面的动摩擦因数为0.2,g取10m/s2,则物体所受摩擦力大小是( )
A.0.2N B.2N C.0.6N D.3N
2.如图所示,两木块A、B叠放在水平桌面上,现以水平拉力F拉B没有拉动,则以下列说法正确的是( )
A.A、B间不存在摩擦力作用
B.A、B间有静摩擦力作用
C.B与桌面间不存在静摩擦力作用
D.若撤去外力F后,则A与B、B与桌面间都有摩擦力
3.质量为10kg的物体置于一个倾角为的斜面上,它与斜面间的动摩擦因数,从开始,物体以一定的初速度沿斜面向上滑行,经过时间时滑动到最大位移处。则下列图中反映物体受到的摩擦力随时间t变化规律的是取沿斜面向上为正方向, ( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,小物块在竖直向上的推力F的作用下沿竖直墙面平稳地向上滑动,则( )
A.墙面对小物块一定有弹力作用 B.墙面对小物块可能有弹力作用
C.小物块一定不受摩擦力 D.小物块可能受向下的滑动摩擦力
5.下列操作能减小摩擦力的是
A.汽车换上新轮胎 B.短跑运动员换上钉子鞋
C.卫生间铺上防滑垫 D.电风扇转轴处加上润滑油
6.关于水平面上滑行的物体所受摩擦力的说法正确的是( )
A.运动速度越大所受摩擦力一定越小
B.当物体与支持面间的压力一定时,滑动摩擦力将随接触面增大而增大
C.滑动摩擦力不可能提供动力
D.有摩擦一定有弹力
7.下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.物体在运动时才受到摩擦力
B.摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反
C.摩擦力总是成对地出现
D.摩擦力的大小总是与正压力的大小成正比
二、多选题(共5题,每题5分,共25分)
8.下列关于弹力和摩擦力的说法中错误的是( )
A.有摩擦力的接触面间必定有弹力,有弹力的接触面也一定有摩擦力
B.摩擦力的大小一定与物体所受的正压力大小成正比
C.轻杆的弹力方向可以不在杆所在的直线上
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
9.如图所示,用水平方向的力F将质量为m的木块压在竖直的墙壁上,木块向下做匀速直线运动,木块与墙壁间动摩擦因数为μ,重力加速度为g,则物块受到的摩擦力大小为:
A.μmg B.μF C.mg D.F
10.如图所示,其判断正确的是
A.当m沿竖直桌边向上做匀速运动时,m和桌子间—定存在滑动摩擦力
B.当m沿竖直桌边向上做匀速运动时,m和桌子间一定不存在滑动摩擦力
C.当m沿竖直桌边向上做加速运动时,m和桌子间一定存在滑动摩擦力
D.当m沿竖直桌边向上做加速运动时,m和桌子间一定不存在滑动摩擦力
11.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.摩擦力的大小一定与正压力成正比
B.静止的物体不可能受滑动摩擦力,运动的物体不可能受静摩擦力
C.静摩擦力不一定阻碍物体的运动
D.滑动摩擦力不一定阻碍物体的运动,但一定阻碍物体间的相对运动
12.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行,木块同时受到向右的拉力F的作用,长木板处于静止状态,已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1,木板与地面间的动摩擦因数为μ2,则( )
A.木板受到地面的摩擦力的大小是μ1mg
B.木板受到地面的摩擦力的大小是μ2(m+M)g
C.木块给长木板的摩擦力方向水平向右
D.长木板给地面的摩擦力方向水平向左
三、解答题(共4题,每题10分,共40分)
13.指出下列说法中的错误:
(1)因为物体本身就有重力,所以重力没有施力物体;
(2)重力的方向总是垂直于接触面向下的;
(3)放在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,两球之间存在弹力;
(4)两物体间如果有相互作用的弹力,就一定存在摩擦力;
(5)根据可知,动摩擦因数跟滑动摩擦力成正比,跟压力成反比。
14.如图所示,完全相同的A、B两物体放在水平面上,物体与水平面间的动摩擦因数均为0.2,每个物体重G=10N,设两物体与水平面间的最大静摩擦力均为2.5N.若对A施加一个由零均匀增大到6N的水平推力F,则A所受的摩擦力F1随推力F变化的情况请在图中作出_____________________ .
15.如图示,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 /s2) 物体与水平面间的动摩擦因数为 0.2(设最大静摩擦力与滑动 摩擦力相等)
(1)若当弹簧拉长到总长为 12 cm 时,物体恰好匀速直线运动,弹簧的劲度系数多大?
(2)若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为 11 cm 时,物体所受到的摩擦力大小为多 少?
(3)若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为 13 cm 时,物体所受的摩擦力大小为多少? 若此时为使物体做匀速直线运动还需给物体施加多大的竖直向下的压力
16.如图所示,一重为30 N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13N,F2=5 N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.3,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向;
(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向。
参考答案
1.B
【详解】
物体所受摩擦力大小为
故选B。
2.A
【详解】
试题分析:通过分析AB之间是否存在相对相对运动趋势,即可得知AB之间是否存在摩擦力,从而可判知选项AB的正误.
把AB看做一个整体,对其受力分析结合力的平衡条件,可得知B与地面间的摩擦力情况,即可得知选项C的正误.
若撤去外力F后,通过受力分析,来判知A与B、B与地面间是否有相对运动趋势,由此可得知选项D的正误.
解:AB、拉B没有被拉动,AB之间没有相对运动和相对运动趋势,所以AB之间没有摩擦力,选项A正确,B错误.
C、把AB看做一个整体,在水平方向上受到向右的水平拉力F作用,由力的平衡可知,B受到地面的摩擦力,大小为F,方向向左,选项C错误
D、若撤去外力F后,AB之间,B与地面之间都没有相对运动和相对运动趋势,所以A与B、B与桌面间都没有摩擦力,选项D错误.
故选A
【点评】解答该题时,要注意摩擦力产生的条件:物体间相互接触;物体间有相互挤压作用;物体接触面粗糙;物体间有相对运动趋势或相对运动.特别要注意对“相对”的理解.
3.D
【详解】
物体以一定的初速度沿斜面向上滑行时,受到的斜面的滑动摩擦力方向沿斜面向下,为负值,大小为
f1=μN=μmgcosθ=
当物体到达最高点时,速度为零,重力的下滑分力大小为G1=mgsinθ=50N,而最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,则有重力的下滑分力小于最大静摩擦力,所以静止在最高点,则平衡条件得物体受到的静摩擦力方向沿斜面向上,为正值,大小为f2=mgsinθ=50N,故D正确,ABC错误。
故选D。
4.C
【详解】
由于物体与墙面之间没有挤压,故墙面对物体没有弹力作用,所以小物块一定不受摩擦力作用,故C正确,ABD错误。
故选C.
5.D
【详解】
新轮胎的花纹清晰,汽车换上新轮胎后,轮胎与地面之间的粗糙程度增大,能增大摩擦力.故A错误;短跑运动员换上钉子鞋能增大鞋与地面之间的摩擦力.故B错误;卫生间铺上防滑垫增大防滑垫与地面之间的摩擦力.故C错误;电风扇转轴处加上润滑油,能减小转轴与接触点的摩擦力.故D正确.
6.D
【详解】
根据f=μN知,滑动摩擦力与速度无关,则在水平面上运动的物体,无论速度多大,受到的滑动摩擦力都相同,A错误;根据f=μN知,滑动摩擦力与接触面积无关,B错误;滑动摩擦力只是阻碍相对运动,不一定阻碍运动,可以作为动力,C错误;产生摩擦力的条件包括接触、发生挤压,这正是产生弹力的条件,故存在摩擦力就一定存在弹力,D正确;故选D.
【点睛】
此题关键是理解滑动摩擦力的产生及影响因素,根据f=μN知,滑动摩擦力与速度和接触面积无关,滑动摩擦力只是阻碍相对运动,不一定阻碍运动,存在摩擦力就一定存在弹力.
7.C
【解析】
A 、放在水平地面上的物体,受水平拉力作用处于静止状态时,物体就受到了静摩擦力作用,所以A错误;B、摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反,可以与运动方向相同,B错误;C、摩擦力是相互接触物体间的相互作用,一定是成对出现的,C正确;D、静摩擦力的大小与正压力的大小之间没有正比关系,D错误.故选C.
【点睛】在理解滑动摩擦力时一定要注意理解公式中的正压力是接触面上的弹力,相对运动是指物体之间的相对关系而不是对地运动.
8.ABD
【详解】
A.根据摩擦力与弹力关系可知,有摩擦力的接触面间必定有弹力,有弹力的接触面不一定有摩擦力,故A错误符合题意。
B. 滑动摩擦力的大小与物体所受的正压力大小成正比,静摩擦力大小与压力无关,故B错误符合题意。
C. 轻杆不同于轻绳,其弹力的方向可以不在杆所在的直线方向上,故C正确不符合题意。
D. 摩擦力的方向总是与相对运动方向相反,不一定阻碍物体运动,故D错误符合题意。
9.BC
【分析】
物体在竖直方向上受到重力和墙壁摩擦力的作用,由于物体处于平衡状态,即物体在竖直方向上受到的重力和摩擦力是一对力是平衡力,根据二力平衡的条件进行判断即可.
【详解】
试题分析:木块做匀速直线运动,受力平衡,故重力与滑动摩擦力大小相等;又有。
故选BC.
【点睛】
此题考查了二力平衡条件的应用,处于平衡状态的物体受到的力是平衡力的作用,注意在竖直面静止的物体,一般情况下摩擦力等于重力.
10.BD
【解析】
【详解】
因细线是竖直的,则m与桌子之间无弹力作用,则当m沿竖直桌边向上做匀速运动时,m和桌子间一定不存在滑动摩擦力,选项A错误,B正确;同理可知,当m沿竖直桌边向上做加速运动时,m和桌子间也一定不存在滑动摩擦力,选项C错误,D正确;故选BD.
11.CD
【详解】
A.滑动摩擦力的大小一定与接触面上的压力成正比,静摩擦力随外力的改变而改变,故A错误;
BC.摩擦力是阻碍物体间的相对滑动或者相对滑动趋势,只要有相对运动的趋势,则就可以产生静摩擦力,因此静止的物体可能受滑动摩擦力,运动的物体也可能受静摩擦力,例如人走路时,人是运动的,但受到的摩擦力是静摩擦力,此时静摩擦力为动力,推着箱子在粗糙水平面上运动时,地面是静止的,但受到的摩擦力为滑动摩擦力,故B错误,C正确;
D.滑动摩擦力与物体间的相对运动方向相反,所以一定是阻碍物体间的相对运动的,但不一定阻碍物体的运动,例如轻轻放到传送带上的物体,在开始一段时间内,受到的摩擦力是动力,有利于物体的运动,故D正确。
故选CD。
12.AC
【详解】
试题分析:m在M表面上滑行,所以木块受到滑动摩擦力μ1mg,方向向左,因此木板受到滑动摩擦力向右,大小也为μ1mg.由于木板静止,所以地面给木板的静摩擦力大小为μ1mg,方向向左.综上分析答案为AC
考点:静摩擦力、滑动摩擦力
点评:此类题型考查了两类摩擦力的分别.静摩擦力通常结合物体的状态求解.滑动摩擦力直接套公式即可.
13.见解析
【详解】
(1)重力的施力物体是地球;
(2)重力的方向总是竖直向下;
(3)放在水平桌面上的两个球,靠在一起但并不互相挤压,没有发生形变,两球之间不存在弹力;
(4)两物体间要存在摩擦力,除了有相互作用的弹力外,接触面要粗糙,还要有相对运动或相对运动趋势;
(5)动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定,与滑动摩擦力Ff,及跟压力FN无关。
14.
【详解】
:(1)当推力F由0均匀增大到2.5 N时,A、B均未动,fA由0均匀增大到2.5 N,
(2)当推力F由2.5 N增大到5 N时.fA=2.5 N,
(3)当推力F由5 N增大到6 N时,A处于运动状态:fA=μG=2 N.
15.(1) (2) 2N (3) 6N 10N
【详解】
(1)由题意得,物体与地面间最大静摩擦力
fmax=μFN=μmg=0.2×2×10N=4N
物体恰好做匀速直线运动,物体所受弹力等于滑动摩擦力,即等于最大静摩擦力F1=kx1=fmax,即
(2) 若将弹簧拉长至11cm<12cm时,由上可知物体静止,则摩擦力为:
f1=k△x1=200×1×10-2=2N
(3) 若将弹簧拉长至13cm>12cm时,物体所受的拉力大于最大静摩擦力,相对于地面不能静止,物体相对地面滑动过程中受到的滑动摩擦力等于4N.
将弹簧拉长到总长为 13 cm 时的弹力为:
F=k△x1=200×3×10-2N=6N
当拉力等于摩擦力时,物体匀速运动,即
f=μFN=μ(mg+F压)=6N
代入数据解得:
F压=10N
16.(1)8N,方向向左;(2)5N,方向向右; (3)9N,方向向左
【详解】
(1)最大静摩擦力等于滑动摩擦力,即为
物体在F1、F2的作用下,由于,故静摩擦力向左,则有
故物体处于静止状态,其所受摩擦力为静摩擦力,故有
方向向左
(2)当只将F1撤去时,此时推力F2小于最大静摩擦力,故物体处于静止状态,则
方向向右
(3)若将F2撤去,因为,所以物体将发生相对滑动,所受的摩擦力为滑动摩擦力,即
方向向左