2.4 摩擦力 课后限时作业（Word版，含解析）

摩擦力
时间：45分钟　　　　　　　　　　　　
一、单项选择题
1．如图所示，有一块质量为m的砖块，它的长、宽、高分别为25 cm、15 cm、8 cm，当它平放、侧放和竖放在平面上用水平力拉动砖块时，砖块所受到的摩擦力分别为Ff1、Ff2、Ff3，则它们的大小关系为(　 　)
A．Ff1>Ff2>Ff3 B．Ff1＝Ff2＝Ff3
C．Ff12．如图所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物体处于静止状态，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，物体仍静止不动，则物体受到的摩擦力是(　 　)
A．8 N，方向向右 B．8 N，方向向左
C．2 N，方向向右 D．2 N，方向向左
3．如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理书内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(　 　)
A．0.9 N B．1.8 N
C．3 N D．3.6 N
4．如图所示，一木板B放在水平地面上，木块A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上，用力F向左拉B，使B以速度v向左匀速运动，这时弹簧的拉力为FT，则下面说法中正确的是(　 　)
A．木板B所受地面的滑动摩擦力的大小等于FT
B．地面受到的滑动摩擦力的大小等于FT
C．若木板以2v的速度运动，木块受到的摩擦力大小为2FT
D．若用2F的力作用在木板B上，木块受到的摩擦力大小仍为FT
5．如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　 　)
A．a物体对下面挡板的压力大小可能为2mg
B．a物体所受摩擦力的大小为F
C．b物体所受摩擦力的大小为F
D．弹簧对b物体的弹力大小可能等于mg
二、多项选择题
6．在下列各种现象中，静摩擦力起作用的是(　 　)
A．纱线织成布，把布缝成衣服
B．物块在水平传送带上随传送带一起做匀速运动
C．皮带运输机将物块无滑动地运往高处
D．握在手中的瓶子不会滑落
7．如图甲所示，通过力传感器拉动静止在水平桌面上的木块A，拉力F随时间t变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是(　 　)
A．物体A所受的滑动摩擦力等于F1
B．物体A所受的滑动摩擦力等于F2
C．物体A所受的最大静摩擦力等于F2
D．t1时刻物体A开始运动
8．如图是某小组同学为研究滑动摩擦因数所设计的实验装置．其中A为一质量为m′的长直木板，B为木板上放置的质量为m的木块，Q为木块右端连接的一弹簧测力计．实验时用力将A从B的下方抽出，通过Q的读数即可测出动摩擦因数．若实验条件较为理想，则(　 　)
A．只有将木板A匀速抽出才能从Q上读取稳定读数
B．将木板A加速、减速或匀速抽出均能从Q上读取稳定读数
C．通过该方法可测得A与B之间的动摩擦因数
D．通过该方法可测得A与地面之间的动摩擦因数
三、非选择题
9．某同学利用弹簧测力计测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ，具体操作如下：
(1)如图甲、乙是两种实验设计方案，请完成横线上的空白部分．
方案一：如图甲所示，木板B静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉木块A，使木块A向右匀速运动，读出此时弹簧测力计的读数F，再用弹簧测力计测出木块A的重力G，由平衡条件可知，滑动摩擦力Ff＝ ，A、B间的正压力FN＝ ，所以动摩擦因数μ＝.
方案二：如图乙所示，将弹簧测力计C的吊环套在直立固定在桌边的铁钉D上，挂钩端与木块A相连，用力F拉拉放在桌面上的木板B，使其缓慢向右运动．
A相对地面静止时，A受的滑动摩擦力等于弹簧的拉力(A在B上相对B向左滑动)．读出此时C的读数F，即为A所受的滑动摩擦力f.用C测出A的重力G，则A、B间的动摩擦因数μ＝.
(2)从实际操作考虑，你认为上述哪种方案更可行？
(3)若只给你一把直尺、一根橡皮筋和一些轻绳，你能否测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ？
10．如图所示，一个m＝2 kg的物体放在μ＝0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0＝0.1 kg的小桶相连．已知m受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，m受到的摩擦力的大小．
(1)只挂m0，处于静止状态时；
(2)只挂m0，但在m上再放一个m′＝3 kg的物体时；
(3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的沙子时；
(4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的沙子时．
11．质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速运动，求：
(1)木箱与地面间的动摩擦因数；
(2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；
(3)木箱在12.0 N的水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小．
12．如下图所示，传送带上的物体随水平传送带一起以速度v1向右运动，当遇到与传送带垂直的光滑挡板AB后，工人便将物体用平行于挡板的水平力F匀速拖下传送带，其速度大小为v2.试分析：
(1)物体未到达挡板时的受力情况．
(2)到达挡板后，未加拉力F时物体的受力情况．
(3)物体受到拉力F时的受力情况，画出物体在水平方向受力的示意图．
参考答案：
一、单项选择题
1．如图所示，有一块质量为m的砖块，它的长、宽、高分别为25 cm、15 cm、8 cm，当它平放、侧放和竖放在平面上用水平力拉动砖块时，砖块所受到的摩擦力分别为Ff1、Ff2、Ff3，则它们的大小关系为(　B　)
A．Ff1>Ff2>Ff3 B．Ff1＝Ff2＝Ff3
C．Ff1解析：由于三种情况下砖块对地面的压力都等于砖块的重力，且它们与地面的动摩擦因数是相同的，根据公式Ff＝μFN可知三种情况下物体所受到的滑动摩擦力大小相同，故选项B正确．
2．如图所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物体处于静止状态，其中F1＝10 N，F2＝2 N，若撤去F1，物体仍静止不动，则物体受到的摩擦力是(　C　)
A．8 N，方向向右 B．8 N，方向向左
C．2 N，方向向右 D．2 N，方向向左
解析：在未撤去F1之前，物体所受静摩擦力为8 N，因此当撤去F1后，F2不足以推动物体，因此静摩擦力为2 N，方向向右，C正确．
3．如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理书内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(　B　)
A．0.9 N B．1.8 N
C．3 N D．3.6 N
解析：A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，则Ff＝2μFN＝2×0.3×3 N＝1.8 N，当拉力等于摩擦力时，拉力最小，所以有F＝1.8 N，选项B正确．
4．如图所示，一木板B放在水平地面上，木块A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上，用力F向左拉B，使B以速度v向左匀速运动，这时弹簧的拉力为FT，则下面说法中正确的是(　D　)
A．木板B所受地面的滑动摩擦力的大小等于FT
B．地面受到的滑动摩擦力的大小等于FT
C．若木板以2v的速度运动，木块受到的摩擦力大小为2FT
D．若用2F的力作用在木板B上，木块受到的摩擦力大小仍为FT
解析：A、B发生相对滑动，则A、B间有滑动摩擦力．由于B对A的弹力不变，故A、B间的滑动摩擦力不变，与B的运动速度无关，选项C错误；当拉力为2F时，由水平方向上二力平衡条件知，弹簧的拉力FT不变，选项D正确；对B研究，地面对B的弹力不变，与B的运动速度无关，地面受滑动摩擦力大小为F－FT，B对A摩擦力大小力FT，不能确定两者的大小关系．
5．如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(　C　)
A．a物体对下面挡板的压力大小可能为2mg
B．a物体所受摩擦力的大小为F
C．b物体所受摩擦力的大小为F
D．弹簧对b物体的弹力大小可能等于mg
解析：在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，则b物体受到接触面的静摩擦力，因此它们之间一定存在弹力，则弹簧的弹力大于b物体的重力，由整体法可知，a物体对下面挡板的压力大小大于2mg，选项A、D错误，C正确；根据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对运动的趋势，则没有受摩擦力作用，选项B错误．
二、多项选择题
6．在下列各种现象中，静摩擦力起作用的是(　ACD　)
A．纱线织成布，把布缝成衣服
B．物块在水平传送带上随传送带一起做匀速运动
C．皮带运输机将物块无滑动地运往高处
D．握在手中的瓶子不会滑落
解析：纱线织成布，把布缝成衣服，靠的是纱线之间静摩擦力的作用，A项正确；物块在水平传送带上随传送带一起做匀速运动，可由假设法判断知物块在水平方向不受摩擦力的作用，B项错误；皮带运输机将物块运往高处也是静摩擦力作用的结果，摩擦力的方向与物块运动的方向相同，C项正确；握在手中的瓶子不会滑落，是靠手与瓶子之间静摩擦力的作用，当握力增大时，摩擦力不变，D项正确．
7．如图甲所示，通过力传感器拉动静止在水平桌面上的木块A，拉力F随时间t变化的关系如图乙所示，下列说法正确的是(　BD　)
A．物体A所受的滑动摩擦力等于F1
B．物体A所受的滑动摩擦力等于F2
C．物体A所受的最大静摩擦力等于F2
D．t1时刻物体A开始运动
解析：当物体拉力不变时，根据拉力与滑动摩擦力平衡知，滑动摩擦力的大小为F2，选项A错误，选项B正确；当物体刚开始运动时，拉力大小为F1，最大静摩擦力为F1，选项C错误；在t1时刻物体A开始运动，选项D正确．
8．如图是某小组同学为研究滑动摩擦因数所设计的实验装置．其中A为一质量为m′的长直木板，B为木板上放置的质量为m的木块，Q为木块右端连接的一弹簧测力计．实验时用力将A从B的下方抽出，通过Q的读数即可测出动摩擦因数．若实验条件较为理想，则(　BC　)
A．只有将木板A匀速抽出才能从Q上读取稳定读数
B．将木板A加速、减速或匀速抽出均能从Q上读取稳定读数
C．通过该方法可测得A与B之间的动摩擦因数
D．通过该方法可测得A与地面之间的动摩擦因数
解析：用力将A从B的下方抽出达到稳定状态时，在水平方向上B所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡，根据滑动摩擦力公式Ff＝μFN可知，滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，与A的速度无关，无论木板A是匀速直线运动还是变速直线运动，都不会改变木块受到的摩擦力的大小，最终木块总是静止的，均能从Q上读取稳定读数，故选项A错误，选项B正确；当B达到稳定状态时处于静止状态，弹簧测力计的读数F与B所受的滑动摩擦力Ff大小相等，B对木块A的压力大小等于B的重力mg，由Ff＝μFN得，μ＝，从Q上读取F，则可求得μ，故选项C正确，选项D错误．
三、非选择题
9．某同学利用弹簧测力计测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ，具体操作如下：
(1)如图甲、乙是两种实验设计方案，请完成横线上的空白部分．
方案一：如图甲所示，木板B静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉木块A，使木块A向右匀速运动，读出此时弹簧测力计的读数F，再用弹簧测力计测出木块A的重力G，由平衡条件可知，滑动摩擦力Ff＝F，A、B间的正压力FN＝G，所以动摩擦因数μ＝.
方案二：如图乙所示，将弹簧测力计C的吊环套在直立固定在桌边的铁钉D上，挂钩端与木块A相连，用力F拉拉放在桌面上的木板B，使其缓慢向右运动．
A相对地面静止时，A受的滑动摩擦力等于弹簧的拉力(A在B上相对B向左滑动)．读出此时C的读数F，即为A所受的滑动摩擦力f.用C测出A的重力G，则A、B间的动摩擦因数μ＝.
(2)从实际操作考虑，你认为上述哪种方案更可行？
答案：见解析
(3)若只给你一把直尺、一根橡皮筋和一些轻绳，你能否测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ？
答案：见解析
解析：(1)方案一中，A匀速向右滑动时，由二力平衡知Ff＝F，A对B的正压力FN＝G，则μ＝；同理，方案二中μ＝.
(2)在方案一中，弹簧测力计对木块A的拉力只有在木块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证木块A匀速前进；而在第二种方案中，不论木板B如何运动，木块A总是处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于木块A所受滑动摩擦力的大小，故第二种方案更切实可行．
(3)可以．实验方法及步骤如下：
①将橡皮筋的两端拴上两条轻绳，并用直尺测出橡皮筋的原长l0；
②橡皮筋一端的轻绳连接木块A，另一端的轻绳竖直悬挂起来，如图所示，测出此时橡皮筋的长度l1；
③将橡皮筋的一端固定于竖直墙上，将木块A放在木板B上，如图所示，用水平力使木板B在木块A下滑动，测出此时橡皮筋的长度l2；
④根据二力平衡原理得k(l1－l0)＝mg，k(l2－l0)＝μmg，由此可得μ＝.
10．如图所示，一个m＝2 kg的物体放在μ＝0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0＝0.1 kg的小桶相连．已知m受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，m受到的摩擦力的大小．
(1)只挂m0，处于静止状态时；
(2)只挂m0，但在m上再放一个m′＝3 kg的物体时；
(3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的沙子时；
(4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的沙子时．
答案：(1)1 N　(2)1 N　(3)4.3 N　(4)4 N
解析：(1)因为m0g＝1 N(2)在m上再放一个m′＝3 kg的物体，m仍静止，故受静摩擦力F2＝F1＝m0g＝1 N.
(3)因为(m0＋m1)g＝4.3 N(4)因为(m0＋m2)g＝6 N>Fmax，故物体m运动，受到滑动摩擦力作用，由公式知F4＝μFN＝μmg＝4 N.
11．质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速运动，求：
(1)木箱与地面间的动摩擦因数；
(2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；
(3)木箱在12.0 N的水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小．
答案：(1)0.35　(2)8.0 N　(3)10.3 N
解析：(1)当拉力F2＝10.3 N时，木箱匀速运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff2，根据二力平衡条件有Ff2＝F2＝10.3 N.
木箱放在水平地面上，则木箱对地面压力大小等于木箱重力，即FN＝mg.
根据滑动摩擦力公式F＝μFN，则木箱与地面之间的动摩擦因数为μ＝＝≈0.35.
(2)当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止，木箱在水平方向所受到的静摩擦力Ff1与F1是一对平衡力，则有Ff1＝F1＝8.0 N.
(3)当拉力F3＝12.0 N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力．则可知，Ff3＝Ff2＝10.3 N.
12．如下图所示，传送带上的物体随水平传送带一起以速度v1向右运动，当遇到与传送带垂直的光滑挡板AB后，工人便将物体用平行于挡板的水平力F匀速拖下传送带，其速度大小为v2.试分析：
(1)物体未到达挡板时的受力情况．
(2)到达挡板后，未加拉力F时物体的受力情况．
(3)物体受到拉力F时的受力情况，画出物体在水平方向受力的示意图．
答案：见解析
解析：(1)物体随传送带一起匀速运动时，水平方向不受摩擦力作用，受力分析如图(1)所示．
(2)物体遇到挡板后便停止运动，但物体相对于传送带仍在运动，运动的方向与传送带运动的方向相反，如图(2)所示，因此物体受到传送带施加的滑动摩擦力作用．因物体对地处于静止状态，在水平方向还必须受到一个与向右的摩擦力f1方向相反的力，这个力就是挡板对物体的水平弹力FN2，水平向左，大小等于f1＝μFN1＝μmg.
(3)当物体受到拉力F时沿着挡板由A向B运动，此时物体相对于传送带既向左运动又垂直于传送带运动，运动方向如图中①、②两个方向所示．因此物体相对于传送带的速度如图中③所指的方向，所受滑动摩擦力大小为f2＝μmg，方向与③所指方向相反．