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3.2.1 滑动摩擦力 同步练习
一、单选题
1.(2021·全国高一专题 ( http: / / www.21cnjy.com )练习)如图所示,在水平面上有质量20kg的物体,正在向右运动,运动过程中还受一水平向左,大小为10N的外力F的作用,则物体所受的摩擦力为(已知动摩擦因数为0.1,g取10N/kg)( )
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A.10N 向右 B.10N 向左 C.20N 向右 D.20N 向左
【答案】D
【详解】
由于物体向右运动,因此物体所受摩擦力的方向水平向左,由滑动摩擦力公式可得
故选D。
2.(2021·泉州科技中学高三月考)如图所示,在粗糙的水平面上放一质量为2kg的物体,现用的力,斜向下推物体,力F与水平面成角,物体与水平面之间的滑动摩擦系数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取,则( )21世纪教育网版权所有
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A.物体对地面的压力为20N B.物体所受的摩擦力为14.5N
C.物体所受的摩擦力为 D.物体将向右匀速运动
【答案】B
【详解】
A.物体的受力如图所示:
( http: / / www.21cnjy.com / )
在竖直方向,由共点力平衡条件和力的分解,可得
可得
由牛顿第三定律知,物体对地面的压力为
故A错误;
BCD.物体的最大静摩擦力
因为
所以物体处于运动状态,所受的摩擦力为
合力不为零,物体不能匀速运动,故B正确,CD错误;
故选B。
3.(2020·河北长安·石家庄二 ( http: / / www.21cnjy.com )十三中高一期中)如图所示,A为长木板,在水平面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动(v1、v2均是对地速度),下列判断正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.若是v1=v2,A、B之间有滑动摩擦力
B.若是v1>v2,A受到了B所施加向右的滑动摩擦力
C.若是v1D.若是v1>v2,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力
【答案】D
【详解】
A.当时,A、B之间无相对运动,它们之间肯定没有滑动摩擦力,故A错误;
BD.当时,以B为参考系,A向右运动,它受到B施加的向左的滑动摩擦力,B则受到A施加的向右的滑动摩擦力,故B错误,D正确;2·1·c·n·j·y
C.当时,以A为参考系,B向右运动,B受到A施加的向左的滑动摩擦力,故C错误。
故选D。
4.(2020·桂林市国龙外国语学校高一期 ( http: / / www.21cnjy.com )中)如图所示,粗糙水平面上放置质量分别为m、2m 的A、B两个物体,A与B以及B与地面间的动摩擦因数均为μ,现用水平拉力F拉B,将B匀速拖出,则拉力F大小为( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.2μmg B.3μmg C.4μmg D.5μmg【来源:21·世纪·教育·网】
【答案】C
【详解】
B与地面间的最大静摩擦力为
AB间的最大静摩擦力
B匀速拖出,则拉力F大小
故选C。
5.(2021·贵阳修文 ( http: / / www.21cnjy.com )北大新世纪贵阳实验学校高二月考)如图所示,重为30N的物体在水平面上向左滑行。已知物体与水平面间的动摩擦因数 =0.3,则物体所受摩擦力的大小和方向分别是( )【版权所有:21教育】
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.9N,水平向左 B.9N,水平向右
C.100N,水平向左 D.100N,水平向右
【答案】B
【详解】
物体所受摩擦力的大小为
摩擦力方向与相对运动方向相反,为水平向右。故选B。
6.(2022·全国高三专题练习)如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,A、B是粗糙水平面上的两点,O、P、A三点在同一竖直线上,且OP=L,在P点处固定一光滑的小立柱,一小物块通过原长为L0的弹性轻绳与悬点O连接。当小物块静止于A点时,小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力。将小物块移至B点(弹性轻绳处于弹性限度内),由静止释放后,小物块沿地面运动通过A点,若L0>L,则在小物块从B运动到A的过程中( )
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.小物块受到的滑动摩擦力保持不变
B.小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小
C.小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大
D.小物块受到的滑动摩擦力先减小后增大
【答案】C
【详解】
对小物块受力分析
( http: / / www.21cnjy.com / )
因为L0>L,设弹性轻绳开始原长到A点的伸长量为x0,则在A点物块对地面的压力
设在B点绳子与竖直方向的夹角为θ,则物块在B点弹性轻绳中的张力
则物块在B对地面的压力为
则从B点到A点物块对地面正压力的变化量为
小物块从B运动到A的过程中,绳与竖直方向的夹角θ减小,增大,物块对地面正压力的变化量增大,由可知,小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大。21cnjy.com
故选C。
二、多选题
7.(2021·江苏海安县实验中学高一月考)下列说法中正确的是( )
A.重力的方向指向地球的球心
B.静止在水平面上的物体所受的弹力大小一定等于物体所受重力大小
C.滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
【答案】BC
【详解】
A.因为重力是由于地球的吸引而使物 ( http: / / www.21cnjy.com )体受到的力,但重力不是地球对物体的吸引力,而是吸引力的一个分量,重力的方向是竖直向下的,不一定指向地心,也不能说是垂直向下。故A错误;21·cn·jy·com
B.由平衡条件知,静止在水平面上的物体所受的弹力大小一定等于物体所受重力大小,故B正确;
C.滑动摩擦力方向与接触面相切,且与物体的相对运动方向相反而压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直,故C正确;21·世纪*教育网
D.物体间发生相对运动时就可能受到滑动摩擦力,例如:在擦黑板时,黑板是静止的,但相对黑板擦是运动的,也受滑动摩擦力,故D错误。
故选BC。
8.(2021·全国高一课时练习)下列关于滑动摩擦力的说法中,正确的是( )
A.滑动摩擦力的大小一定与压力成正比 B.滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反
C.滑动摩擦力可能是动力 D.滑动摩擦力一定是阻力
【答案】AC
【详解】
A.滑动摩擦力的大小和接触面的粗糙程度以及压力的大小有关,因此在接触面粗糙程度不变时,压力越大,滑动摩擦力越大,A正确;
BCD.滑动摩擦力的方向与相对运动 ( http: / / www.21cnjy.com )方向相反,但可能与运动方向相同,也可能与运动方向相反,滑动摩擦力既可以充当动力,也可以充当阻力,BD错误,C正确。【来源:21cnj*y.co*m】
故选AC。
9.(2020·福建鼓楼·福州三中高一期中)关于滑动摩擦力的产生的说法中,正确的是( )
A.相互接触且发生相对运动的物体间不一定能产生滑动摩擦力
B.只有运动的物体才可能受到滑动摩擦力
C.受弹力作用的物体一定会受到滑动摩擦力
D.受滑动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用
【答案】AD
【详解】
AD.滑动摩擦力产生的条件是相互 ( http: / / www.21cnjy.com )接触、相互挤压、接触面粗糙并有相对运动,所以只有相互接触且发生相对运动的物体间不一定产生滑动摩擦力,由此可知,有摩擦力一定会受到弹力作用,故AD正确;
B.静止的物体可能受到滑动摩擦力作用,例如:一物体在粗糙的静止的斜面上下滑的过程中,静止的斜面受到物体的滑动摩擦力作用,故B错误;www-2-1-cnjy-com
C.受弹力作用的物体不一定会受到滑动摩擦力作用,还需要接触面粗糙和有相对运动,故C错误。
故选AD。
10.(2021·全国高一课时练习)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示,A为长木板,在水平面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是( )21*cnjy*com
( http: / / www.21cnjy.com / )
A.若v1>v2,则B所受的滑动摩擦力水平向左
B.若v1>v2,则B所受的滑动摩擦力水平向右
C.若v1D.若v1【答案】BC
【详解】
AB.若v1>v2,物块B相对木板A水平向左运动,则B所受的滑动摩擦力水平向右,故A错误,B正确;
CD.若v1故选BC。
三、实验题
11.(2020·湖南雨花·雅礼中学高一开学考试)在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中同学们提出了以下几种猜想:【出处:21教育名师】
A.摩擦力的大小与压力大小有关
B.摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
C.摩擦力的大小与接触面积大小有关
D.摩擦力的大小与运动的速度大小有关
实验室提供的器材有木块、长木板、弹簧测力计砝码、棉布、毛巾等。同学们参照如图所示的实验,选择一个或两个猜想进行分组探究。21*cnjy*com
( http: / / www.21cnjy.com / )
(1)在实验中,必须拉着弹簧测力计使物体沿水平方向做____________运动。
(2)在探究猜想A时,应在其他条件不变情况下,改变____________。
(3)某小组的实验记录如下表:
实验次数 压力大小 接触面材料 木块运动速度 测力计示数F/N
1 等于木块重 木板 慢 1.0
2 等于木块重 棉布 慢 1.5
3 等于木块重 毛巾 慢 2.0
4 等于木块重 毛巾 快 2.0
5 等于木块重 毛巾 很快 2.0
①根据实验记录可知该组同学选择猜想_____________和_____________进行探究(填字母序号)。
②分析比较第1、2、3次实验记录,可得:摩 ( http: / / www.21cnjy.com )擦力的大小与接触面的粗糙程度_____________(填“有关”或“无关”)分析比较第_____________次实验记录可得摩擦力的大小与物体运动的速度大小无关。www.21-cn-jy.com
(4)分析实验数据可得进一步的结论:______________。
【答案】匀速直线 木块重力 ( http: / / www.21cnjy.com ) B D 有关 3、4、5 摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,与运动速度大小无关。 2-1-c-n-j-y
【详解】
(1)[1] 物体沿水平方向做匀速运动时,拉力才等于摩擦力。
(2)[2] 探究摩擦力的大小与压力大小关系时,应在其他条件不变情况下,改变木块的重力从而改变木块对地面的压力。
(3)[3][4]1、2、3组选择粗糙程度不同,其他条件相同;3、4、5组选择快慢程度不同,其他条件相同;因此探究的是B和D两种猜想。
[5] 比较第1、2、3次实验记录,只有接触面的粗糙程度不同,其他条件相同,摩擦力不同,从而说明:摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
[6]3、4、5组数据是选择快慢程度不同,其他条件相同,此时摩擦力相同,因此说明摩擦力的大小与物体运动的速度大小无关。
[7] 分析实验数据可得进一步的结论:摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,与运动速度大小无关。
四、解答题
12.(2020·广东实验中学越秀学校高一 ( http: / / www.21cnjy.com )期中)如图所示,质量为2kg的物体放在在水平地面上,用原长为8cm的轻弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧长度为10.5cm,已知弹簧的劲度系数为200N/m,g=10N/kg。求:
(1)物体所受的滑动摩擦力大小;
(2)物体与地面间的动摩擦因数。
( http: / / www.21cnjy.com / )
【答案】(1);(2)
【详解】
(1)物体匀速前进,则滑动摩擦力与拉力等大反向,即
(2)由公式得
13.(2020·广州市第十六中学高 ( http: / / www.21cnjy.com )一期中)质量为5kg的物体,放在水平的地板上,用一轻质弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着该物体匀速前进时,弹簧的伸长量为5cm,(弹簧的劲度系数k=400N/m,g=10m/s2),求:
(1)物体所受到的滑动摩擦力为多大?
(2)物体与地板之间的动摩擦因数为多少?
(3)撤去弹簧后物体将做匀减速直线运动,则所受的摩擦力如何变化?
【答案】(1) 20N; (2) 0.4;(3) 滑动摩擦力不变
【详解】
(1)当物体匀速运动时,受到的摩擦力是滑动摩擦力,由二力平衡知,与弹簧的弹力相等
根据胡克定律,有F=kx=400N/m×0.05m=20N
所以物体受到的滑动摩擦力Ff=F=20N
(2)由Ff=μFN
而FN=mg
代入数据解得
(3)撤去弹簧后物体将做匀减速直线运动,根据Ff=μFN
可知,其μ和FN都没有发生变化,所以物体所受摩擦力仍为滑动摩擦力,大小方向不变。
14.(2021·全国高一专题练习)如图所示 ( http: / / www.21cnjy.com ),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:21教育名师原创作品
(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。
【答案】(1)8 N,方向水平向右;(2)24 N,方向水平向左 (3)40 N
【详解】
(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21教育网
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3.2.1 滑动摩擦力 同步练习
一、单选题
1.(2021·全国高一专题练习)如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,在水平面上有质量20kg的物体,正在向右运动,运动过程中还受一水平向左,大小为10N的外力F的作用,则物体所受的摩擦力为(已知动摩擦因数为0.1,g取10N/kg)( )
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A.10N 向右 B.10N 向左 C.20N 向右 D.20N 向左
2.(2021·泉州科技中学高三月考)如图所示,在粗糙的水平面上放一质量为2kg的物体,现用的力,斜向下推物体,力F与水平面成角,物体与水平面之间的滑动摩擦系数为,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取,则( )21·cn·jy·com
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A.物体对地面的压力为20N B.物体所受的摩擦力为14.5N
C.物体所受的摩擦力为 D.物体将向右匀速运动
3.(2020·河北长安 ( http: / / www.21cnjy.com )·石家庄二十三中高一期中)如图所示,A为长木板,在水平面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动(v1、v2均是对地速度),下列判断正确的是( )
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A.若是v1=v2,A、B之间有滑动摩擦力
B.若是v1>v2,A受到了B所施加向右的滑动摩擦力
C.若是v1D.若是v1>v2,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力
4.(2020·桂林市国龙 ( http: / / www.21cnjy.com )外国语学校高一期中)如图所示,粗糙水平面上放置质量分别为m、2m 的A、B两个物体,A与B以及B与地面间的动摩擦因数均为μ,现用水平拉力F拉B,将B匀速拖出,则拉力F大小为( )
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A.2μmg B.3μmg C.4μmg D.5μmg2·1·c·n·j·y
5.(2021·贵阳修文 ( http: / / www.21cnjy.com )北大新世纪贵阳实验学校高二月考)如图所示,重为30N的物体在水平面上向左滑行。已知物体与水平面间的动摩擦因数 =0.3,则物体所受摩擦力的大小和方向分别是( )21·世纪*教育网
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A.9N,水平向左 B.9N,水平向右
C.100N,水平向左 D.100N,水平向右
6.(2022·全国高三专题练习)如图所 ( http: / / www.21cnjy.com )示,A、B是粗糙水平面上的两点,O、P、A三点在同一竖直线上,且OP=L,在P点处固定一光滑的小立柱,一小物块通过原长为L0的弹性轻绳与悬点O连接。当小物块静止于A点时,小物块受到弹性轻绳的拉力小于重力。将小物块移至B点(弹性轻绳处于弹性限度内),由静止释放后,小物块沿地面运动通过A点,若L0>L,则在小物块从B运动到A的过程中( )21教育网
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A.小物块受到的滑动摩擦力保持不变
B.小物块受到的滑动摩擦力逐渐减小
C.小物块受到的滑动摩擦力逐渐增大
D.小物块受到的滑动摩擦力先减小后增大
二、多选题
7.(2021·江苏海安县实验中学高一月考)下列说法中正确的是( )
A.重力的方向指向地球的球心
B.静止在水平面上的物体所受的弹力大小一定等于物体所受重力大小
C.滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
8.(2021·全国高一课时练习)下列关于滑动摩擦力的说法中,正确的是( )
A.滑动摩擦力的大小一定与压力成正比 B.滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反
C.滑动摩擦力可能是动力 D.滑动摩擦力一定是阻力
9.(2020·福建鼓楼·福州三中高一期中)关于滑动摩擦力的产生的说法中,正确的是( )
A.相互接触且发生相对运动的物体间不一定能产生滑动摩擦力
B.只有运动的物体才可能受到滑动摩擦力
C.受弹力作用的物体一定会受到滑动摩擦力
D.受滑动摩擦力作用的物体一定会受到弹力作用
10.(2021·全国高一课时练习)如图 ( http: / / www.21cnjy.com )所示,A为长木板,在水平面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是( )www.21-cn-jy.com
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A.若v1>v2,则B所受的滑动摩擦力水平向左
B.若v1>v2,则B所受的滑动摩擦力水平向右
C.若v1D.若v1三、实验题
11.(2020·湖南雨花·雅礼中学高一开学考试)在探究“摩擦力的大小与什么因素有关”的实验中同学们提出了以下几种猜想:21cnjy.com
A.摩擦力的大小与压力大小有关
B.摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关
C.摩擦力的大小与接触面积大小有关
D.摩擦力的大小与运动的速度大小有关
实验室提供的器材有木块、长木板、弹簧测力计砝码、棉布、毛巾等。同学们参照如图所示的实验,选择一个或两个猜想进行分组探究。【来源:21·世纪·教育·网】
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(1)在实验中,必须拉着弹簧测力计使物体沿水平方向做____________运动。
(2)在探究猜想A时,应在其他条件不变情况下,改变____________。
(3)某小组的实验记录如下表:
实验次数 压力大小 接触面材料 木块运动速度 测力计示数F/N
1 等于木块重 木板 慢 1.0
2 等于木块重 棉布 慢 1.5
3 等于木块重 毛巾 慢 2.0
4 等于木块重 毛巾 快 2.0
5 等于木块重 毛巾 很快 2.0
①根据实验记录可知该组同学选择猜想_____________和_____________进行探究(填字母序号)。
②分析比较第1、2、3次实验记 ( http: / / www.21cnjy.com )录,可得:摩擦力的大小与接触面的粗糙程度_____________(填“有关”或“无关”)分析比较第_____________次实验记录可得摩擦力的大小与物体运动的速度大小无关。21世纪教育网版权所有
(4)分析实验数据可得进一步的结论:______________。
四、解答题
12.(2020·广东实验中学越秀学校 ( http: / / www.21cnjy.com )高一期中)如图所示,质量为2kg的物体放在在水平地面上,用原长为8cm的轻弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧长度为10.5cm,已知弹簧的劲度系数为200N/m,g=10N/kg。求:www-2-1-cnjy-com
(1)物体所受的滑动摩擦力大小;
(2)物体与地面间的动摩擦因数。
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13.(2020·广州市第十六中 ( http: / / www.21cnjy.com )学高一期中)质量为5kg的物体,放在水平的地板上,用一轻质弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着该物体匀速前进时,弹簧的伸长量为5cm,(弹簧的劲度系数k=400N/m,g=10m/s2),求:
(1)物体所受到的滑动摩擦力为多大?
(2)物体与地板之间的动摩擦因数为多少?
(3)撤去弹簧后物体将做匀减速直线运动,则所受的摩擦力如何变化?
14.(2021·全国高一 ( http: / / www.21cnjy.com )专题练习)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:2-1-c-n-j-y
(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。
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