3.6摩擦力 同步练习（含解析）

3.6 摩擦力
一、选择题
1．在生活和生产实际中有关摩擦力的说法正确的是（　　）
A．图甲鞋底花纹增大与地面间的摩擦，阻碍人向前运动
B．图乙因为筷子受到摩擦向上，所以能提起来
C．图丙是机器上安装的滚动轴承，使摩擦为零
D．图丁是举重运动员搓碳酸镁粉末，为增大手掌与器械摩擦
2．如图所示，将纸片从易拉罐和桌面间快速水平抽出，易拉罐几乎不动。则将纸片抽出的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．易拉罐受到惯性的作用
B．易拉罐在水平方向上受力平衡
C．易拉罐相对纸片水平向右运动
D．易拉罐受到水平向右的摩擦力
3．苍南共享单车是一道亮丽风景线，骑单车是既健身又低碳的出行方式，下列说法正确的是（　　）
A．下坡时以自行车为参照物，车的坐垫是运动的
B．用力蹬车是为了增大车的惯性来增大速度
C．自行车轮胎上的花纹是为了增大摩擦
D．停在路边的自行车，它对地面的压力和所受到的重力是一对平衡力
4．小科有四双鞋子，鞋底由同种材料制成，鞋底花纹样式分别如图所示，他在同一路面行走时，穿着其中一双鞋子最容易打滑，这双鞋的鞋底样式基（　　）
A． B． C． D．
5．如图所示，木块A的质量为m1，一端与水平细绳相连，细绳的另一端挂着质量为m2（m2不变 B．变快
C．变慢 D．由m1、m2、m的大小关系而决定
6．如图所示，用力 F 把铁块压紧在竖直墙上不动，那么，当 F 增大时（设铁块对墙的压力为 N ，物体受墙的摩擦力为 f ），那么下列说法正确的是（ ）
A．N 增大， f 不变
B．N 增大， f 增大
C．N 变小， f 不变
D．关于 N 和 f 的变化，以上说法都不对
7．如图，把书放在水平桌面上，书上放一支笔，用手缓慢地推动书，使它带着笔一起沿桌面向左缓慢移动，下列说法正确的是（　　）
A．相对桌面，笔是静止的 B．相对书，笔是静止的
C．桌面对书的摩擦力方向水平向左 D．手对书推力消失，书运动立即停止
8．中国目前已成为机器人与智能装备产业全球最大的应用市场，如图是在第二届中国国际机器人及智能制造装备论坛暨博览会上，送餐机器人工作时在水平地面上匀速前行。下列说法正确的是（ ）
A．餐盘受到了非平衡力作用
B．食品对餐盘的压力与餐盘对它的支持力是一对相互作用力
C．餐盘中的食物相对于机器人是运动的
D．机器人在水平地面匀速前行时不受摩擦力的作用
9．实验小组要探究滑动摩擦力的大小与什么因素有关，进行了如图所示实验；四次实验中，当木块均向右匀速运动时，弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。关于该实验，说法正确的是（ ）
A．比较甲、丁，可探究滑动摩擦力大小与接触面积的关系
B．若F2>F3，说明压力越大摩擦力越大
C．该实验利用二力平衡的原理测出摩擦力的大小
D．比较甲、丙得出的结论，可以解释刹车时紧握刹车把手的原因
10．如图、用尺子快速击打下方的棋子，被击打的棋子飞出，而上方的棋子稳稳下落。有关该实验的分析正确的是（　　）
A．选择较光滑的棋子，可减小棋子间的摩擦
B．选择粗糙桌面，可增大桌面对棋子的支持力
C．被击打的棋子飞出后，它的惯性不断增大
D．上方的棋子加速下落时，受到平衡力作用
11．下列是生活中的一些摩擦现象：①走路时鞋底与底面之间的摩擦；②汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦；③骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦；④皮带传动中，皮带与皮带轮之间的摩擦，其中属于有害摩擦的是（　　）
A．①和② B．②和③ C．①和④ D．②和④
12．如图所示是“竹筷提米”实验。在玻璃杯内装满米，将竹筷竖直插入米中，然后用竹筷将玻璃杯和米沿竖直方向慢慢提起，则杯子中的米受到的力的个数是（ ）
A．0个 B．1个 C．2个 D．3个
二、填空题
13．如图所示，行车速度方向水平向左，在车厢顶上吊一小球，此时小球悬线与竖直方向夹角，质量为的物体相对车厢静止，则此时小车向左做_____（填“加速”“匀速”“减速”）运动，此时物体受到摩擦力的方向为_____。（填“水平向左”“水平向右”）
14．将重为10N的木块放在水平桌面上，至少要用5N的水平拉力，才能使它从原地开始运动，如图所示，木块从原地开始移动以后，改用4N的水平拉力，就可以使木块持续做匀速直线运动。由此可知：木块受到的滑动摩擦力为 _____ N；如果开始时用2N的水平拉力拉木块，则木块会______ （选填“运动”或“静止”），受到的摩擦力为_________N；木块从原地开始移动以后，仍用5N的水平拉力拉木块，木块受到的摩擦力为 _______ N
15．如图所示，A、B、C的质量分别为mA、mB、mC，A、C间用细绳连接跨在固定在B上的光滑定滑轮上，整个系统处于静止状态，则B与C之间的摩擦力的大小为______，B与地面之间的摩擦力的大小为______。
16．体重为500牛的杂技演员在进行爬竿表演时，必须紧紧地握住爬竿，这是靠增大___________的方法来增大摩擦力。当时匀速下滑时，爬竿对手的摩擦力大小为___________牛，方向___________。
17．生活中处处有科学。下雨天，老师常会提醒学生小心地滑，原因是路面有雨水，鞋底和路面之间变得光滑，________减小，容易摔倒。学生进入教室前，甩动雨伞，伞上的雨水就会被甩出，原因是雨水具有________。值日同学将地面上的积水扫开，目的是通过________使蒸发加快。
三、探究题
18．小明按如下步骤完成探究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验：
a．如图a中甲图所示，将木块A平放在长木板B上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数；
b．如图a中乙图所示，将毛巾固定在长木板B上，木块A平放在毛巾上，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数；
c．如图a中丙图所示，将木块A平放在长木板B上，并在木块A上放一钩码，缓缓地匀速拉动木块A，保持弹簧测力计示数稳定，并记录了其示数；
（1）该实验主要采用的探究方法是_________；
（2）由图a中_________两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大；
（3）由图a中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越_________（选填“大”或“小”）；
（4）实验后小组交流讨论时发现：在实验中很难使木块做匀速直线运动。于是小丽设计了如图a中丁图所示的实验装置，该装置的优点是_________长木板做匀速直线运动（选填“需要”或“不需要”）。实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，则长木板B受到地面的摩擦力大小为_________N（注：丁图木板表面的粗糙程度与甲图木板一致）；
（5）实验拓展：如图b所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F﹣t和v﹣t图象分别如图c图d所示。则物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为_________N。
19．在探究“影响滑动摩擦力的因素”实验中，小明用弹簧秤水平拉着木块在水平木板上匀速滑动（如图），进行了 6 次测定，实验数据整理如下表。（木块因纹路不同，侧面比正面粗糙）
次数 接触面 压力/N 弹簧秤示数/N
1 木块正面 1.7 0.3
2 木块正面 3.7 0.8
3 木块正面 5.7 1.2
4 木块侧面 1.7 0.6
5 木块侧面 3.7 1.5
6 木块侧面 5.7 2.5
（1）小明认为滑动摩擦力的大小与弹簧秤的拉力大小相等，理由是___________。
（2）比较分析实验次数 1、2、3 或 4、5、6，可以得出的结论是___________。
（3）比较实验次数 1 和 4，小明发现木块受到的滑动摩擦力不同，小明认为有可能是由于接触面积的大小不同引起的。为了研究这个问题，在不增加任何辅助工具的前提下，请你简要设计实验方案___________。
四、简答题
20．如图1所示，水平地面上有一长方体木块。小明用水平推力F把木块向前推动，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示。请在图2丙中画出0 6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线，并说明各时间段摩擦力变化的理由。
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参考答案
1．D
【分析】
增大摩擦的办法有：①增大压力，②增大接触面的粗糙程度，③变滚动为滑动；减小摩擦的办法有：①减小压力，②减小接触面的粗糙程度，③变滑动为滚动，④使接触面脱离接触。
【详解】
A．鞋底的花纹增大接触面的粗糙程度，能够增大鞋底与地面间的摩擦，使人能在较滑的地面上行走，故A错误；
B．把一根筷子插在中间，将米压紧，然后提筷子增大米对筷子和杯壁的压力，从而增大摩擦力，使其与大米与杯子的重力平衡，即筷子对大米的摩擦向上，而大米对筷子的摩擦力向下，故B错误；
C．滚动轴承，将滑动摩擦变成了滚动摩擦，是为了减小摩擦，但不可能使摩擦为零，故C错误；
D．举重运动员在举重前常常会抓一把碳酸镁粉末在手心里搓，是在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故D正确。
故选D。
2．D
【分析】
(1)惯性是物质保持原有运动状态不变的性质，是物质的一种基本属性；
(2)掌握二力平衡的条件，能根据物体是否处于平衡状态来判断其所受力的情况，尤其是摩擦力的情况，可最终做出判断；
(3)摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反，正确判断米袋相对于传送带的相对运动方向或运动趋势，判断摩擦力的方向。
【详解】
A．惯性是物质保持原有运动状态不变的性质，不能说物体受到惯性，只能说物体具有惯性，故A错误；
BC．在拉动纸片的瞬间，易拉罐静止，纸片向右运动，所以此时易拉罐相对于纸片向左运动，易拉罐由静止变为运动，所受力不平衡，故BC错误；
D．在拉动纸片的瞬间，易拉罐相对于纸片向左运动，将受到纸片向右的摩擦力，故D正确。
故选D。
3．C
【详解】
A.下坡时以自行车为参照物，车的坐垫与自行车之间的位置没有变化，是静止的，故A错误。
B.惯性大小只与物体的质量有关，用力蹬车不能增大惯性，是为了增大车的动能来增大速度，故B错误。
C.自行车轮胎上的花纹是为了在压力一定时，通过增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力，故C正确。
D.停在路边的自行车，它对地面的压力和所受到的重力，是作用在不同物体上的两个力，不是平衡力，故D错误。
故选C。
4．A
【详解】
由图题意可知，四双鞋子，鞋底由同种材料制成，由图可知，A图没有花纹，接触面比较光滑，在压力一定时，接触面越光滑，滑动摩擦力越小，容易打滑，故他在同一路面行走时，穿着A鞋子最容易打滑。
故选A。
5．B
【详解】
物体A受到钩码的拉力和桌面的摩擦力做匀速运动，所以钩码对物体的拉力与桌面对物体的摩擦力是一对平衡力，根据二力平衡的条件可知，两者大小相等，即
F=f
设物体与桌面的摩擦系数为μ，此时物体对桌面的压力等于物体A的重力，即
F压=GA=m1g
则摩擦力
f=μF压=μm1g
物体A受到的拉力
F=GB=m2g
则有
μm1g=m2g
解得
------①
把木块A、钩码和砝码看为一个整体，该整体受到钩码和砝码的拉力和木块和砝码在桌面产生的摩擦力作用，拉力大小等于钩码和砝码的重力，即
------②
摩擦力的大小
------③
假定该整体的加速度为a（a可大于0、小于0，或等于0，具体为哪种等分析后便知），由此可得
------④
把①代入④得
因为m2＜m1，故a＞0，故为加速运动。
故选B。
6．A
【详解】
根据题意知道，物体进行受重力G、墙的支持力N′和摩擦力f、压力F，各力的方向如下图所示，
由于铁块压在竖直墙上不动，则根据平衡条件知道，
N′=F，f=G
所以，当F逐渐增大时，N′增大，而f不变，由牛顿第三定律知道，铁块对墙的压力N=N′，即N也增大。
故选A。
7．B
【详解】
A.相对桌面，笔的位置发生了变化，则笔是运动的，故A错误。
B.由题意可知，相对书，笔的位置没有发生变化，则笔是静止的，故B正确。
C.桌面对书的摩擦力方向与书的运动方向相反，所以该摩擦力方向是水平向右，故C错误。
D.手对书推力消失，书由于惯性会运动一段时间再停下，故D错误。
故选B。
8．B
【详解】
A．由于餐盘处于匀速直线的运动状态，所以是平衡状态，即所受的力是平衡力，故A错误；
B．食品对餐盘的压力与餐盘对它的支持力，这两个力大小相等、方向相反、作用在同一条直线上、作用在两个物体上，所以是一对相互作用力，故B正确；
C．餐盘中的食物和机器人的位置没有发生改变，餐盘中的食物相对于机器人是静止的，故C错误；
D．送餐机器人工作时在水平地面上匀速前行，与地面接触，且相对于地面是运动的，所以机器人会受到摩擦力，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．比较甲、丁两图，压力和接触面积均不相同，根据控制变量法可知，无法得知影响摩擦力大小的因素，故A错误；
B．比较乙、丙两图，压力和接触面粗糙程度均不同，根据控制变量法可知，无法得知影响摩擦力大小的因素，故B错误；
C．由于每次拉着物体做匀速直线运动，物体受平衡力，则由二力平衡可知，拉力等于摩擦力，读出弹簧测力计示数即可知摩擦力大小，故C正确；
D．刹车时紧握刹车把手是通过增大压力的方式增大摩擦力，对比甲、丙两图，压力相同，接触面粗糙程度不同，由控制变量法可得出摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系，与刹车时紧握刹车把原因不同，故D错误。
故选C。
10．A
【详解】
A．影响滑动摩擦力大小的因素是压力的大小和接触面的粗糙程度，压力一定时接触面越光滑摩擦力越小，所以选择较光滑的棋子，可减小棋子间的摩擦，故A正确。
B．支持力与桌面的粗糙程度无关，故B错误；
C．惯性是物体保持原来运动状态不变的性质，大小与物体的质量有关，由于被打击的棋子质量不变，所以它的惯性不会增大，故C错误；
D．加速下落的棋子属于非平衡状态，所以受到非平衡力的作用，故D错误。
故选A。
11．B
【详解】
①人走路时，使人前进的动力是地面对鞋底的摩擦力，为了防止人走路时摔倒，也要用到鞋底与地面的摩擦，因此鞋底与地面的摩擦是有益的摩擦；
②汽车行驶时，汽车与空气之间的摩擦阻碍汽车的前进，因此这个摩擦属于有害摩擦；
③骑自行车时，车轮与轴之间的摩擦，阻碍车轮转动，属于有害摩擦；
④皮带转动时，主动轮与皮带之间的摩擦带动了皮带的转动；同时皮带与被动轮之间的摩擦带动了被动轮的转动。若这种摩擦力过小，将会出现皮带打滑的现象，因此这两者之间的摩擦是有益的摩擦；故②③符合题意。
故选B。
12．D
【详解】
杯子中的米受到重力、筷子的摩擦力和杯子壁对米的摩擦力，米受到三个力的作用。
故选D。
13．减速 水平向右
【详解】
[1]根据题意知道，重物、车厢和小球运动状态相同，由图知道，此时小球悬线与竖直方向夹角，说明小车向左做减速，由于惯性，小球保持原来向左的速度而向左前进出现图示情景。
[2]小车向左做减速时，对物体m，由于惯性，具有向左的运动趋势，所以，物块m受到的摩擦力的方向向右。
14．4 静止 2 4
【详解】
[1]木块从原地开始移动以后，用4N的水平拉力，就可以使木块持续做匀速直线运动，木块在水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力为平衡力，根据二力平衡条件可知，这两个力大小相等，所以木块受到的滑动摩擦力为4N。
[2][3]因至少要用5N的水平拉力，才能使木块从原地开始运动，如果开始时用2N的水平拉力拉木块，则木块处于静止状态；由二力平衡条件可知，此时木块受到的摩擦力
[4]木块从原地开始移动以后，仍用5N的水平拉力拉木块，由于压力大小和接触面的粗糙程度不变，所以此时木块受到的摩擦力不变，仍为4N。
15．mAg 0
【详解】
以C为研究对象，水平方向受绳子的拉力，方向向右，大小为mAg，因水平方向上合力为零，所以C受到B的摩擦力为mAg，方向向左；由力的作用相互性可知，C对B的摩擦力大小为mAg，方向向右。把ABC看做整体，在水平方向上不受外力作用，所以地面对B的摩擦力为零。
16．压力 500 竖直向上
【详解】
[1]杂技演员在进行爬竿表演时，手紧紧地握住爬竿，这是在接触面粗糙程度一定使，通过增大压力的方法来增大摩擦的。
[2][3]杂技演员匀速下滑时，处于平衡状态，受到的摩擦力与重力为一对平衡力，即爬竿对手的摩擦力大小等于重力为500N，方向与重力相反为竖直向上。
17．摩擦力 惯性 增大液体的表面积
【详解】
[1]下雨天，老师常会提醒学生小心地滑，原因是路面有雨水，鞋底和路面之间变得光滑，接触面的粗糙程度变小，因此摩擦力减小，容易摔倒。
[2]进教室前，甩动雨伞，伞上的雨水就会被甩出，原因是雨水具有惯性。
[3]将地面上的积水扫开，增大了水的表面积，目的是通过增大液体的表面积使蒸发加快。
18．控制变量法 甲 丙 大 不需要 4
【详解】
(1)[1]该实验主要采用的探究方法是控制变量法。
(2)[2]因沿水平方向拉着物体做匀速直线运动，物体在水平方向上受到平衡力的作用，根据二力平衡，拉力大小等于摩擦力的大小；由图1中甲丙两图可知：当接触面粗糙程度一定时，接触面受到的压力越大，滑动摩擦力越大。
(3)[3]由图a中甲乙两图可知：当接触面受到的压力一定时，接触面越粗糙滑动摩擦力越大；
(4)[4]如图a中丁图所示的实验装置，A相对于地面静止，受到摩擦力和测力计的拉力为一对平衡力，故该装置的优点是不需要长木板做匀速直线运动；
[5]实验中小丽发现：当F为3N时，木块A相对于地面静止且长木板B刚好做匀速直线运动，根据二力平衡，则长木板B受到地面的摩擦力大小为3N。
(5)[6]实验拓展：如图b所示，放在水平地面上的物体C受到方向不变的水平拉力F的作用，F t和v t图象分别如图c图d所示，由图d知，6 9秒物体做匀速直线运动，受到的拉力与摩擦力为一对平衡力，大小相等，因压力大小和接触面粗糙程度不变，则受到摩擦力大小不变，故物体C在第4秒时受到的摩擦力大小为4N。
19．木块做匀速直线运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反 接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大 使用同一个接触面，将木块放置在桌子边缘，并使木块部分露出桌面，用弹簧秤匀速拉着木块，读出弹簧秤的示数，并与全部接触匀速拉动时的示数进行比较
【分析】
（1）当物体处于平衡状态，它受到的力是平衡力。
（2）接触面都是木块“正面”，即接触面粗糙程度相同，压力越大，摩擦力越大，根据控制变量法描述结论。
（3）要探究接触面的大小对摩擦力是否有影响，必须控制压力和接触面粗糙程度相同，改变接触面大小，据此设计实验。
【详解】
（1）[1]小明认为滑动摩擦力的大小与弹簧秤的拉力大小相等，理由是：木块做匀速直线运动，拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，方向相反。
（2）[2]比较分析实验次数 1、2、3 或 4、5、6， 可以得到结论： 接触面粗糙程度相同时，压力越大，滑动摩擦力越大。
（3）[3]要探究接触面的大小对摩擦力是否有影响，必须控制压力和接触面粗糙程度相同，改变接触面积大小，实验方案为：使用同一个接触面，将木块放置在桌子边缘，并使木块部分露出桌面，用弹簧秤匀速拉着木块，读出弹簧秤的示数，并与全部接触匀速拉动时的示数进行比较 。
20．见解析
【详解】
0~1秒，木块处于静止状态，摩擦力等于水平推力100N。
3~5秒，木块做匀速直线运动，受到的滑动摩擦力等于推力200N。
1~3秒，木块做加速运动，5~6秒，木块做减速运动，受到的摩擦力均为滑动摩擦力，而滑动摩擦力与推力大小无关，物体间接触面粗糙程度和物体间的压力不变，物体受到的滑动摩擦力不变，等于200N。如图所示：
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