3.5《摩擦力》培优训练卷(含解析)

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名称 3.5《摩擦力》培优训练卷(含解析)
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文件大小 3.0MB
资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2022-02-22 11:28:37

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浙教版七下第三章:《摩擦力》培优训练
假如没有摩擦,下列现象可能发生的是( )
A.汽车正常启动 B.小石块放在纸条上,抽出纸条,石块不动
C.运动的火车停下来 D.用手拿起桌上的物体
2.质量相等的两个油瓶,因为一个表面上有油,所以表面粗糙程度不一,分别用手握住,使两个油瓶静止在竖直方向上,下述有关油瓶受到的摩擦力及握力说法正确的是( )
A.粗糙的油瓶受到的摩擦力大
B.两个油瓶受到的摩擦力一样大
C.手对两个油瓶的握力可能相等
D.以上说法都不正确
3.如图所示,A、B间的最大静摩擦力为3N,B与地面间的最大静摩擦力为6N,同时方向相反,大小均为F=1N的两个水平力分别作用于A和B上,对于下列几种判断正确的是( )
(1)A、B间的摩擦力为0
(2)A、B间的摩擦力为1N
(3)B和地面间的摩擦力为0
(4)B和地面间的摩擦力为2N
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
4.如图,两个质量相等且上、下底面粗糙程度也相同的圆台形物体甲和乙,放置于水平地面上,分别在水平力Fa,Fb作用下做匀速直线运动,则下列说法正确的是( )
A.拉力Fa大于拉力Fb B.甲的速度必须与乙的速度相同
C.甲受到的摩擦力一定大于乙受到的摩擦力 D.甲、乙受到的地面摩擦力一定相等
5.右图描述的是小红同学用手探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的情景,用手分别压在玻璃板和桌面上滑动(图甲、乙),然后用另一只手压在第一只手上在桌面上滑动(图丙)。下面说法中不正确的是( )
A.甲和乙是探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B.比较甲和乙,感觉甲的阻力大
C.乙和丙是探究滑动摩擦力与压力大小的关系
D.比较乙和丙,感觉丙的阻力大
6.为了探究滑动摩擦力,张文超同学利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,对这一实验的分析错误的是( )
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.牙刷受到的摩擦力大小跟接触面的粗糙程度无关
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向左
7.如图所示是一个传送带,B轮转动带动物体C向右上方匀速运动,物体C没有在皮带上发生滑动,皮带与轮轴之间不打滑,则有关物体C与皮带之间的摩擦、皮带与B之间的摩擦的说法正确的是( )
A.没有摩擦,滚动摩擦
B.静摩擦,静摩擦
C.静摩擦,滚动摩擦
D.滑动摩擦,滚动摩擦
8.如图所示的四种情况,木块一定不受摩擦力的是( )
9.2017年12月15日,2017中国青海·国际冰壶精英赛在青海多巴国家高原冰雪运动训练基地开赛,如图,一冰壶运动员在水平冰面上轻推冰壶,另两名队友用擦在前面打扫冰面,冰壶在冰面上滑动,最后会停下来。冰壶停下来是由于( )
A.冰壶的惯性消失 B.冰壶不再受到水平向前的作用力
C.冰面还不够光滑 D.冰壶被推出时速度太小
10.如图所示,一斜面置于水平地面,地面粗糙。斜面上放一物体,恰能匀速下滑。由此可以判定地面对斜面体的摩擦力的方向应为( )
A.左 B.右 C.没有摩擦 D.上述三种都有可能
11.如图,用水平推力F将A和B两个物体挤压在墙壁上,若设B受到A所给的摩擦力为f,B受到墙壁的摩擦力为F,物体B的重力为G,则下列说法中正确的是( )
A.f和F的方向都是向上的
B.f的方向是向下的,F的方向是向上的
C.G的大小等于f与F之和
D.G的大小等于F
12.以下几种关于摩擦利弊的说法中,正确的是( )
A.火车启动时,车轮与钢轨间的摩擦是有益的
B.人走路时,脚与地面间的摩擦是有害的
C.系鞋带,鞋带间的摩擦是有害的
D.机器运转时,各部件之间的摩擦是有益的
13.用皮带转动的机器,工人师傅在机器的转轴处加润滑油,而在皮带上打一些皮带蜡,这两种做法( )
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦
B.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦
C.两者都是为了增大摩擦
D.两者都是为了减小摩擦
14.某校实验小组在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关的实验中,提出了下列假设:①滑动摩擦力的大小可能与接触面积的大小有关;②滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;③滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力大小有关;④滑动摩擦力的大小可能与运动速度大小有关。然后该实验小组做了如图所示的实验,以验证提出的假设。则这个实验验证的假设是( )
A.① B.② C.②和③ D.①②③和④
15.如图甲,水平力F的大小与时间t的关系及物体速度υ与时间t的关系如图乙、丙。则下列说法正确的是( )
A.0∽2s内物体不受摩擦力
B.4∽6s内物体受到的摩擦力为2N
C.2∽4s内物体受到的摩擦力为3N
D.6∽8s内物体于平衡状态
16.如图,重为G的物块A被夹在竖直且平行的两木板之间保持静止状态,若将A物块竖直向下匀速抽出所用力为F1,将A物块竖直向上匀速抽出所用的力为F2,则( )
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F117.如图中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦。物体A重10N,当物体B重为3N时,
物体A向右做匀速直线运动,要使物体A向左做匀速直线运动,则应对A物体施加( )
A.3N 水平向左
B.6N 水平向左
C.3N 水平向右
D.6N 水平向右
18.重为100N的物体A在水平地面上受到一个水平力F的作用,如图甲所示,它的s-t图像如图乙所示,若t=1s时,作用在物体A上的水平力F大小为20N,则t=6s时,作用在物体A上的水平力F大小( )
A.F=100N B.F=20N C.F<20N D.无法确定
把一重为G的物体,用一个水平的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图A、B、C、D中的哪一个?( )
20.如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,那么关于物体受几个力的说法正确的是( )
A.A受6个,B受2个,C受4个
B.A受5个,B受3个,C受3个
C.A受5个,B受2个,C受4个
D.A受6个,B受3个,C受4个
21.如图,身高和质量相同的两人穿同样的鞋在同一水平地面上通过一轻杆进行顶牛比赛,企图迫使对方后退。设甲、乙对杆的推力分别为F1、F2。甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为α1、a2。已知倾角越大,人手和杆的端点位置就越低。若甲获胜,则( )
A.F1=F2 α1>α2 B.F1>F2 α1=α2
C.F1=F2 α1<α2 D.F1>F2 α1>α2
22.杂技演员在进行“顶杆”表演时,用的是一根长直竹竿(假设不计其质量),竹竿被站在地面上的演员乙用肩部竖直顶起,演员甲在竹竿上表演。在竹竿底部与演员乙肩部之间装有一传感器(一种能测出肩部受力大小的装置),传感器显示演员乙肩部的受力情况。若质量为30kg的演员甲自竹竿顶部由静止开始沿竹竿下滑到竿底的过程中,传感器显示的受力情况如右图所示,则( )
A.0∽3s内演员甲受到摩擦力大于重力
B.0∽1s内演员甲受到摩擦力小于重力,1∽3s内演员甲受到摩擦力大于重力
C.0∽1s内演员甲受到摩擦力大于重力,1∽3s内演员甲受到摩擦力小于重力
D.0∽3s内演员甲受到摩擦力小于重力
23.如图所示,图甲重为10N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上在竖直向上拉力F的作用下铁块竖直向上运动。铁块运动过程中速度υ的大小随时间t的变化的图像如图乙所示。若铁块受到的滑动摩擦力为4N,则下列说法正确的是( )
A.磁性平板对铁块的吸引力等于10N
B.在0∽2s内拉力F等于14N
C.在0∽6s内拉力F等于10N
D.在2∽6s内拉力F等于14N
24.如图所示,物块A的重力GA=20N,物块B的重力GB=10N,水平推力F作用在A上,A与竖直墙面接触,A和B均静止,则墙面受到的摩擦力( )
A.大小为20N,方向向上
B.大小为20N,方向向下
C.大小为30N,方向向上
D.大小为30N,方向向下
25.如图所示为工人师傅推车运送纯净水的图片,对于这两种方法中哪种比较省力的判断,下列说法正确的是( )
A.图甲的方法比较省力
B.图乙的方法比较省力
C.图甲和图乙两种方法所用的力大小相等
D.无法判断
26.如图所示,用F=6N的水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块B所受摩擦力的大小及方向和物块A对地面的摩擦力的大小及方向分别为( )
A.6N,向左;2N,向左 B.4N,向右;2N,向左
C.6N,向右;4N,向右 D.4N,向左;2N,向右
27.建筑工人用如图所示的装置提起四块砖。设每块砖重为G,当砖被提起后处于静止时,第二块砖左右两面受到的摩擦力是( )
A.左右两面分别受到大小为0.5G的向上的摩擦力
B.左面受到向上的大小为G的摩擦力,右面受到向下的摩擦力为零
C.左面受到向上的大小为2G的摩擦力,右面受到向下的大小为G的摩擦力
D.左面受到向上的大小为G的摩擦力,右面受到向下的大小为2G的摩擦力
28.如图所示,图甲拉木块A在长木板B上匀速运动;图乙拉木块A在长木板B上加速运动;图丙固定木块A,拉长木板B运动;图丁拉长木板B,使A与B一起匀速运动。上述操作中木块A与长木板B之间的摩擦力大小分别为f甲、f乙、f丙、f丁,则下列说法正确的是( )
甲:A在木板B上匀速运动 乙:A在木板B上加速运动
丙:固定A,拉B运动 丁:A和B一起匀速运动
A.f甲=f乙=f丙=f丁 B.f甲=f乙=f丙、f丁=0
C.f甲=f丙=f丁>f乙 D.f甲<f乙, f丙不确定,f丁=0
29.A、B、C叠放在一起,在水平力FA=FB=10N的作用下,以相同的速度υ沿水平方向向左匀速滑动,如图所示,那么此时物体B受到的摩擦力大小和C受到的摩擦力大小分别为( )
A.20N,0 B.20N,10N C.10N,20N D.10N,0
30.如图所示为皮带传动装置,装在电动机上的飞轮A通过皮带使装在车床上的飞轮B转动,若A轮沿顺时针方向转动,则( )(双选)
A.A轮对皮带的摩擦力沿顺时针方向
B.B轮对皮带的摩擦力沿顺时针方向
C.A轮对皮带的摩擦力沿逆时针方向
D.B轮对皮带的摩擦力沿逆时针方向
31.质量为50kg的雪橇上装载了350kg的原木,一匹马用800N的力拉着雪橇沿着平直的路面匀速前进,将原木运到了3000m外的货场。雪橇行进中受到的摩擦力与压力的关系为:F=kFN,(其中k为动摩擦因数,FN为压力),求:g=10N/kg
(1)行进中雪橇受到的摩擦力。
(2)动摩擦因数k。
32.小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,提出了以下猜想:猜想一:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关;猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
小明通过如图所示的实验验证猜想。验证猜想二和猜想三的实验数据如下表。
次数 1 2 3 4 5
接触面 木板 木板 木板 棉布 毛巾
压力/N 1.0 1.5 2.0 1.0 1.0
弹簧测力计示数/N 0.4 0.6 0.8 0.5 0.6
回答下列问题:
(1)实验中,小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平方向做匀速直线运动,其目的是使滑动摩擦力的大小 (选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
为验证猜想一,小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数相同。说明滑动摩擦力的大小与速度 。
分析 次实验可验证猜想二,在接触面不变的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小 。
(4)分析1、4、5次实验,小明得出:在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩察力越大。老师提出小明的实验设计应加以改进,应控制在 相同的条件下粗糙程度不同。
【拓展】小明完成实验后,将长木板一端支起,用弹簧测力计沿平行斜面方向向上拉着木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为0.92N,则木块对木板的压力为 N。已知木板长0.5m,支起
的高度0.3m,木块重1N。
33.如图所示,有两本完全相同的书A、B,书重均为5N,若将两本书等分成若干份后;交叉地内叠在一起置于水平光滑桌面上,并将A书固定不动。用水平向右的拉力F把书B抽出。
测得一组数据如下:
实验次数 1 2 3 4 ... N
将书分成的份数 2 4 8 16 ... 逐页交叉
力F的大小/N 4.5 10.5 22.5 46.5 ... 190.5
根据以上据,不考虑封面与正文纸张的差异,试求:
(1)若将书分成32份,力F应为 N;
(2)该书的纸张数为 张;
(3)如果把纸与纸接触面间的滑动摩擦力f和压力N的比值叫作滑动摩擦系数μ,即μ=
且两本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数μ相等,则μ为 。
34.如图所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向。
(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动);
(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);
(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);
(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;
(5)汽车在匀速行驶中突然加速,木箱在车上滑动时。
35.阅读短文,回答下列问题。
汽车刹车以后
现代社会汽车大量增加,发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车辆不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器需要一段时间,这段时间叫反应时间。在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离叫反应距离。从操纵制动器利车到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段距离叫制动距离。如下图所示。
下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。
速度(km/h) 反应距离(m) 制动距离(m)
40 7 15
50 9 22
60 11 31
80 15 49
100 19 73
(1)汽车在正常行驶时,车轮与地面间的摩擦是 摩擦,刹车后,由于 ,汽车还会继续向
前滑行一段距离,在此过程中车轮与地面间的摩擦变 (选填“大”或“小”)。
(2)当速度为60km/h时,算出该司机的反应时间大约是 。
(3)分析上表数据,可知影响汽车制动距离的主要因素是 。
(4)为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全,在高速公路旁设置了“雨雪路滑,减速慢行”的警示牌,请简要说明这句话的物理道理: 。
36.风洞实验中可以产生方向水平、速度大小可调的风,用来研究处在流动气体中物体的受力情况,将一个套有木球的细直杆放入风洞实验室,球受到的重力为G,球在杆上运动时,球与杆的滑动摩擦阻力跟它们之间的压力成正比,比例系数是k,如图甲所示,将杆沿平行风速的方向固定,调节风速大小,使球恰能沿杆匀速运动。再将杆沿竖直方向固定,如图乙所示,将球从杆的上端由静止释放,保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平方向时受到的风力大小相同。则:
(1)球下滑过程中受到的滑动摩擦力为多少?
(2)当所受风力是开始风力的多少倍时,球能匀速下滑?
37.为了测定木块所受到的滑动摩擦力,两个实验小组分别设计了如图所示的甲、乙两种实验方案,实验中不计弹簧测力计的重力。
(1)如图甲,甲组同学将长木板放在水平桌面上,沿水平方向缓慢地拉动测力计,使木块做匀速直线运动,读出 ,即为滑动摩擦力的大小。实验中同学们发现很难读数,原因是: 。
(2)乙组同学按如图乙所示装置进行实验:将木块用测力计水平拉住,测力计另一端固定在桌上一侧;细线一端和砂桶连接,另一端跨过定滑轮和长木板水平相连。实验时在砂桶中加砂,使长木板运动。若长木板匀速运动,木块和长木板之间的滑动摩擦力 测力计读数;若长木板加速运动,则木块和长木板之间的滑动摩擦力 测力计读数。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)所以从实验误差及操作方面考虑,应选择 方案,理由是 。
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浙教版七下第三章:《摩擦力》培优训练
假如没有摩擦,下列现象可能发生的是(▲)
A.汽车正常启动 B.小石块放在纸条上,抽出纸条,石块不动
C.运动的火车停下来 D.用手拿起桌上的物体
【答案】B
【解析】【分析】【详解】A、汽车正常启动时,靠车轮转动时与地面的摩擦力,没有摩擦力,汽车不能正常启动,故A错误;B、小石块放在纸条上,抽出纸条,纸条与石块之间没有摩擦力,由于惯性石块仍保持原来的静止状态,仍然不动,故B正确;C、运动的火车停下来靠的是车轮与地面间的摩擦力,如果没有摩擦,运动的火车将不能停下来,故C错误;D、没有摩擦力,手将拿不起物体,故D错误。故选B。
2.质量相等的两个油瓶,因为一个表面上有油,所以表面粗糙程度不一,分别用手握住,使两个油瓶静止在竖直方向上,下述有关油瓶受到的摩擦力及握力说法正确的是(▲)
A.粗糙的油瓶受到的摩擦力大
B.两个油瓶受到的摩擦力一样大
C.手对两个油瓶的握力可能相等
D.以上说法都不正确
【答案】B
【解析】【分析】解答时要特别注意,增大握力能增大摩擦力,当摩擦力增大到能平衡瓶子的重力时,再增大的握力使瓶子发生形变,只是形变大小,不容易观察。
【详解】AB,瓶子处于静止状态,瓶子受到的重力等于摩擦力,两瓶的质量相同、重力相同,因此摩擦力也相同,与粗糙程度无关,故A错误,B正确,C.两瓶的表面粗糙程度不同,要想获得相同的摩擦力,表面上有油的瓶子必须要加大握力,因此手对两个油瓶的握力不可能相等,故C错误,D.由上述解析可知,B说法正确,故D错误。
3.如图所示,A、B间的最大静摩擦力为3N,B与地面间的最大静摩擦力为6N,同时方向相反,大小均为F=1N的两个水平力分别作用于A和B上,对于下列几种判断正确的是(▲)
(1)A、B间的摩擦力为0
(2)A、B间的摩擦力为1N
(3)B和地面间的摩擦力为0
(4)B和地面间的摩擦力为2N
A.(1)(3) B.(1)(4) C.(2)(3) D.(2)(4)
【答案】C
【解析】先对物体A受力分析,拉力小于最大静摩擦力,故AB相对静止;再对整体受力分析,根据平衡条件判断B与地面间摩擦力情况。
【分析】本题难度较小,对于摩擦力的计算,首先要确定摩擦力的类型,如果是静摩擦力要根据受力平衡或牛顿第二定律求解,滑动摩擦力根据公式求解,注意整体隔离法应用的条件和技巧。
【详解】先以整体为研究对象,水平方向所受两个拉力大小相等,方向相反,合力为零,所以相对地面没有运动趋势,B与地面间摩擦力为零,(3)对;再以A为研究对象,受到拉力F与摩擦力相平衡,所以所受B的摩擦力水平向右大小等于1N,(2)对;故选C。
4.如图,两个质量相等且上、下底面粗糙程度也相同的圆台形物体甲和乙,放置于水平地面上,分别在水平力Fa,Fb作用下做匀速直线运动,则下列说法正确的是(▲)
A.拉力Fa大于拉力Fb B.甲的速度必须与乙的速度相同
C.甲受到的摩擦力一定大于乙受到的摩擦力 D.甲、乙受到的地面摩擦力一定相等
【答案】D
【解析】滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压力不变,接触面粗糙程度不变,滑动摩擦力不变;勾速直线运动的物体受到平衡力作用,根据平衡力条件判断拉力和摩擦力相同。
【分析】本题考查了滑动摩擦力的影响因素,利用控制变量法解释生活中有关滑动摩擦力的问题。
【详解】甲乙质量相同,重力相同,甲乙放在水平地面上,甲乙对水平地面的压力相同,接触面粗糙程度相同,所以甲乙受到的滑动摩擦力相同;故C错误、D正确;匀速直线运动,甲的速度不一定与乙的速度相同,因为都为匀速直线运动,甲乙水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相同,滑动摩擦力相同,拉力相同,故拉力Fa等于拉力Fb,故AB错误。
5.右图描述的是小红同学用手探究滑动摩擦力大小跟哪些因素有关的情景,用手分别压在玻璃板和桌面上滑动(图甲、乙),然后用另一只手压在第一只手上在桌面上滑动(图丙)。下面说法中不正确的是(▲)
A.甲和乙是探究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系
B.比较甲和乙,感觉甲的阻力大
C.乙和丙是探究滑动摩擦力与压力大小的关系
D.比较乙和丙,感觉丙的阻力大
【答案】B
【解析】(1)影响摩擦力大小的因素有压力、接触面的粗糙程度。(2)探究影响摩擦力大小与其中一个因素的关系时,采用控制变量法的思想,控制要研究的因素不同,保持其余因素相同。
【分析】(1)从两图比较中,发现相同因素和不同因素,研究的是摩擦力与不同因素的关系;(2)摩擦力的大小是通过手的感觉体现出来的,这里采用了转换法的思想。
【详解】该题中用玻璃板板和桌面来改变接触面的粗糙程度,用另一只手压在手上来改变接触面所受压力.A、甲图和乙图接触面粗糙程度是不同的,压力大小一样,因此探究的是滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,该说法正确但不符合题意; B.甲图和乙图接触面压力的大小是相同的,甲图的接触面光滑,摩擦力小,所以甲感觉阻力应该比丙小,该选项的说法不正确,但符合题意;C.乙图和丙图接触面的粗糙程度是相同的,接触面压力的大小是不同的,因此探究的是滑动摩擦力大小与压力大小的关系,该说法正确但不符合题意;D、乙图和丙图接触面的粗糙程度是相同的,接触面压力的大小是不同的,丙图压力更大,摩擦力更大,所以丙感觉阻力大,该说法正确但不符合题意。故选B。
6.为了探究滑动摩擦力,张文超同学利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,对这一实验的分析错误的是(▲)
A.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大
B.牙刷受到的摩擦力作用在刷毛上
C.牙刷受到的摩擦力大小跟接触面的粗糙程度无关
D.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向左
【答案】C
【解析】(1)由于摩擦力的大小、方向无法直接测量出来,因此可运用转换法,通过刷毛的弯曲程度和方向来间接的进行判断。(2)物体保持静止状态或匀速直线运动状态时,物体受到平衡力的作用。
【分析】(1)当某些物理量不易直接观察或测量时,可运用转换法来进行研究;(2)掌握二力平衡条件的运用。(3)力的作用效果:力可以改变物体的运动状态,力可以改变物体的形状。
【详解】A、当摩擦力越大时,力的效果越明显,刷毛发生的形变(即刷毛的弯曲程度)也越明显;所以此选项是正确的。B、研究牙刷受到的摩擦力,牙刷一定是受力物体,而且是和接触面接触的部分,所以摩擦在刷毛上;所以此选项是正确的。C、摩擦力大小跟接触面的粗糙程度有关;所以此选项是错误的。D、在摩擦作用效果下,较软的刷毛向左弯曲,说明了摩擦力的方向向左;所以此选项是正确的。故选C。
7.如图所示是一个传送带,B轮转动带动物体C向右上方匀速运动,物体C没有在皮带上发生滑动,皮带与轮轴之间不打滑,则有关物体C与皮带之间的摩擦、皮带与B之间的摩擦的说法正确的是(▲)
A.没有摩擦,滚动摩擦
B.静摩擦,静摩擦
C.静摩擦,滚动摩擦
D.滑动摩擦,滚动摩擦
【答案】
【解析】【分析】摩擦力有时是有害的,有时又是有利的。比如正是因为摩擦力的存在我们走路的时候才不会在路面上打滑,我们用手可以握住一些东西,货物可以在传送带上运输。
【详解】重力方向竖直向下,支持力与传送带垂直向上。货物相对于传送带有向下运动的趋势,所以货物还要受到传送带对它的静摩擦力。该摩擦力的方向与它相对于传送带的运动趋势相反,即沿传送带斜向上。皮带与B之间的摩擦是滚动摩擦。
8.如图所示的四种情况,木块一定不受摩擦力的是(▲)
【答案】A
【解析】两个物体相互接触时,要发生或已经发生相对运动时,在接触面上产生一种阻碍物体相对运动的力,这个力是摩擦力。
【分析】抓住两个物体之间是否存在摩擦力,是解决本题的关键,从摩擦力的定义进行判断,两个物体之间发生相对运动,两个物体之间存在摩擦力,两个物体保持相对静止时,也可能存在摩擦力。
【详解】A、物体静止在水平地面上,物体与地面间既没有发生相对运动,也没有运动趋势,所以物体和地面之间不存在摩擦力,符合题意。B、物体受到拉力作用,进行匀速直线运动,物体和地面之间发生相对运动,物体和地面之间存在摩擦力,不符合题意.C、物体沿着斜面匀速下滑,存在相对运动,物体和斜面之间存在摩擦力,不符合题意。D、物体静止在斜面上,物体有下滑的趋势,物体和斜面之间存在摩擦力,不符合题意。故选A。
9.2017年12月15日,2017中国青海·国际冰壶精英赛在青海多巴国家高原冰雪运动训练基地开赛,如图,一冰壶运动员在水平冰面上轻推冰壶,另两名队友用擦在前面打扫冰面,冰壶在冰面上滑动,最后会停下来。冰壶停下来是由于(▲)
A.冰壶的惯性消失 B.冰壶不再受到水平向前的作用力
C.冰面还不够光滑 D.冰壶被推出时速度太小
【答案】C
【解析】【分析】本题考查了力和运动的关系,正确理解力和运动的关系,也就理解了牛顿第一定律。
【详解】A.惯性是指物体保持原来运动状态的一种性质,一切物体在任何情况下都具惯性,惯性是物体本身所具有的一种性质,所以A错误,B.力是物体对物体的作用,当冰壶离开人手时,就已经不再受到水平向前的作用力了。所以B错误;C.冰壶在冰面上滑动,速度会越来越慢,直到停下来,说明冰壶在滑动的过程中,始终受到一个力的作用,这个力不停的改变它的运动状态,这个力就是摩擦力,既然有摩擦力,说明冰面还不够光滑,所以C正确;D.即使冰壶被推出时速度很大,由于它会受到冰面的摩擦力,所以最终也会停下来,所以D错误。故选C。
10.如图所示,一斜面置于水平地面,地面粗糙。斜面上放一物体,恰能匀速下滑。由此可以判定地面对斜面体的摩擦力的方向应为(▲)
A.左 B.右 C.没有摩擦 D.上述三种都有可能
【答案】A
【解析】物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时,分析此时斜面的受力情况.根据物体对斜面的作用有无变化,确定地面对斜面体有无摩擦。
【分析】本题中根据压力的作用,判断出斜面体有向右运动的趋势是解答的关键。
【详解】物体恰能在斜面体上沿斜面匀速下滑时,此时斜面体受到重力、地面的支持力、物体对斜面的压力和沿斜面向下的滑动摩擦力。物体对斜面的压力使斜面有向右运动的趋势,因此,地面对斜面体会产生阻碍相对运动的力,即斜面体受地面的摩擦力方向向左。故选:A。
11.如图,用水平推力F将A和B两个物体挤压在墙壁上,若设B受到A所给的摩擦力为f,B受到墙壁的摩擦力为F,物体B的重力为G,则下列说法中正确的是(▲)
A.f和F的方向都是向上的
B.f的方向是向下的,F的方向是向上的
C.G的大小等于f与F之和
D.G的大小等于F
【答案】
【解析】【分析】本题考查了受力分析、物体的平衡条件,对学生来说有一定的难度;受力分析时一定要注意力的方向。
【详解】A在竖直方向上,受竖直向下的重力G作用、竖直向上的摩擦力f作用,B在竖直方向上受竖直向下的重力G作用、竖直向下的A对B的摩擦力f作用,竖直向上的墙壁对B的摩擦力F作用,故B正确,A错误;物体B静止,处于平衡状态,由平衡条件得:F=f+G,即G=F-f,故C,D错误。故选:B。
12.以下几种关于摩擦利弊的说法中,正确的是(▲)
A.火车启动时,车轮与钢轨间的摩擦是有益的
B.人走路时,脚与地面间的摩擦是有害的
C.系鞋带,鞋带间的摩擦是有害的
D.机器运转时,各部件之间的摩擦是有益的
【答案】A
【解析】(1)有益摩擦要增大,增大摩擦的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度。(2)有害的摩擦要减小,减小摩擦的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动。
【分析】掌握摩擦力大小的影响因素,增大和减小摩擦的方法。会分辨有益摩擦和有害摩擦是解答的关键
【详解】A火车启动时,车轮与钢轨间的摩擦是启动车前进的摩擦力,有利于火车启动,是有益摩擦,故A正确;B.人走路时如果鞋底和地面之间没有摩擦,人将无法走动,所以鞋底和地面之间的摩擦是有益摩擦,故B错误;C.系鞋带,鞋带间的摩擦使鞋带不易松脱,是有益的,故C错误;D.机器运转时,各部件之间的摩擦会损害机器部件,是有害的,故D错误。故选A。
13.用皮带转动的机器,工人师傅在机器的转轴处加润滑油,而在皮带上打一些皮带蜡,这两种做法(▲)
A.前者是为了增大摩擦,后者是为了减小摩擦
B.前者是为了减小摩擦,后者是为了增大摩擦
C.两者都是为了增大摩擦
D.两者都是为了减小摩擦
【答案】B
【解析】(1)减小摩擦的方法:减小压力、减小接触面的粗糙程度、使滚动代替滑动、使接触面脱离;(2)增大摩擦的办法有:增大压力、增大接触面的粗糙程度、变滚动为滑动。
【分析】 此类现象在我们的日常生活中随处可见,学习中要注意理论联系实际,用所学物理知识对生活中的物理现象作出解释,这样才能做到举一反三,活学活用。
【详解】用皮带转动的机器,工人师傅在机器的转轴处加润滑油,这样可使接触面变光滑,达到减小摩擦的目的;在皮带上打一些皮带蜡,这样可使接触面变粗糙,达到增大摩擦力,防止打滑的目的。故选B。
14.某校实验小组在探究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关的实验中,提出了下列假设:①滑动摩擦力的大小可能与接触面积的大小有关;②滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关;③滑动摩擦力的大小可能与接触面之间的压力大小有关;④滑动摩擦力的大小可能与运动速度大小有关。然后该实验小组做了如图所示的实验,以验证提出的假设。则这个实验验证的假设是(▲)
A.① B.② C.②和③ D.①②③和④
【答案】B
【解析】滑动摩擦力在物体的接触面上,所以摩擦力的大小无法直接测量,可借助于平衡力的条件,将摩擦力的大小转化成测力计示数的大小进行测量;又因为滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,所以在探究影响滑动摩擦力大小的因素时应使用控制变量法。
【分析】本题是探究影响摩擦力大小的因素实验,把握住利用控制变量法设计实验的基本思路是解答此题的关键所在。
【详解】在利用控制变量法设计试验时,不论有多少个影响因素,只改变被研究的物理量,其他所有条件都必须保持不变,由图可知两对比实验的接触面粗糙程度不同,因此该实验是验证滑动摩擦力的大小可能与接触面的粗糙程度有关.所以选项A、C、D不正确。故选B。
15.如图甲,水平力F的大小与时间t的关系及物体速度υ与时间t的关系如图乙、丙。则下列说法正确的是(▲)
A.0∽2s内物体不受摩擦力
B.4∽6s内物体受到的摩擦力为2N
C.2∽4s内物体受到的摩擦力为3N
D.6∽8s内物体于平衡状态
【答案】B
【解析】(1)滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关;(2)先由速度-时间图象判断物体的运动情况,然后根据物体的运动状态判断物体是否受平衡力作用;根据惯性定律判断撤去外力后物体的运动状态;根据由F-t图象求出物体受到的拉力,然后由二力平衡的条件求出摩擦力的大小。
【分析】本题考查学生对图象的认识,并能将υ-t图象和F-t图象相结合,判断出物体的运动状态,根据平衡状态由物体的平衡条件求出力的大小是本题的关键。
【详解】A、由速度-时间图象可知,0~2s内,物体处于静止状态,受平衡力作用,又由F-t图象可知物体受到的拉力为1N,因此物体所受摩擦力是lN;故A错误;B、由速度-时间图象可知,4~6s内,物体做匀速直线运动,受平衡力作用,即摩擦力f=F=2N;故B正确;C、由速度-时间图象可知,2s~4s内,物体做匀加速运动,由于接触面的粗糙程度和压力都不变,故摩擦力不变,为2N;故C错误.D、由速度-时间图象可知,6s~8s内速度未知,物体可能做匀速运动,也可能做变速运动。所以可能处于平衡状态,也可能处于非平衡状态,故D错误。故选B。
16.如图,重为G的物块A被夹在竖直且平行的两木板之间保持静止状态,若将A物块竖直向下匀速抽出所用力为F1,将A物块竖直向上匀速抽出所用的力为F2,则(▲)
A.F1>F2 B.F1=F2 C.F1【答案】C
【解析】当将木块匀速向上或向下拉时,木块都受平衡力的作用,其中木块受重力、拉力和摩擦力作用,但不同的运动方向摩擦力方向不同,根据平衡力的关系便可求出木块重力和摩擦力的大小。
【分析】解决本题的关键:一是根据平衡状态判断二力平衡;二是掌握影响摩擦力大小的因素,并正确对木块做出受力分析。
【详解】当木块匀速下拉时,摩擦力方向向上,与第一次摩擦力相等,受到竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力、拉力作用,即f=F1+G,即F1=f-G;当将木块匀速向上拉时,木块受到竖直向下的重力、摩擦力和竖直向上的拉力作用,即F2=f+G;综上分析可得:F1<F2。故选C。
17.如图中的水平桌面足够长,不计托盘质量和滑轮与绳的摩擦。物体A重10N,当物体B重为3N时,
物体A向右做匀速直线运动,要使物体A向左做匀速直线运动,则应对A物体施加(▲)
A.3N 水平向左
B.6N 水平向左
C.3N 水平向右
D.6N 水平向右
【答案】B
【解析】物体A在物体B的作用下向右匀速直线运动,物体A在水平方向上受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力作用,根据二力平衡条件求出摩擦力大小。物体A向左匀速直线运动时,物体对水平桌面的压力不变,接触面粗糙程度不变,物体A和水平桌面的摩擦力不变。物体水平向左匀速直线运动,物体A水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力、水平向右的摩擦力作用,水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,根据平衡力条件求出水平向左的拉力。
【分析】本题物体A向右匀速直线运动,分析受力情况,根据平衡力条件求出摩擦力大小,根据摩擦力大小的影响因素,判断出物体A向左和向右运动的摩擦力大小不变,物体A向左匀速直线运动,再次分析受力情况,根据平衡力条件求出拉力大小。
【详解】物体A水平向右匀速直线运动,物体A水平方向上受到水平向右的拉力3N(物体B对物体A施加的)、水平向左的摩擦力作用,摩擦力和拉力是平衡力,大小相等,所以水平向左的摩擦力是3N.物体A水平向左运动和水平向右运动时,压力不变,接触面粗糙程度不变,物体A受到的摩擦力不变,所以物体A水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力也是3N。物体A水平向右匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力、水平向右的拉力3N(物体B对物体A施加的)、水平向右的摩擦力3N.水平向左的拉力和水平向右的拉力、水平向右的摩擦力是平衡力,水平向左的拉力=水平向右的拉力+水平向右的摩擦力=3N+3N=6N。故选B。
18.重为100N的物体A在水平地面上受到一个水平力F的作用,如图甲所示,它的s-t图像如图乙所示,若t=1s时,作用在物体A上的水平力F大小为20N,则t=6s时,作用在物体A上的水平力F大小(▲)
A.F=100N B.F=20N C.F<20N D.无法确定
【答案】B
【解析】(1)由s-t图可知,0~2s内物体做匀速直线运行,2~5s内物体静止,5~7s内物体做匀速直线运动;(2)物体静止时或做匀速直线运动时,处于平衡状态,受到的力为平衡力。
【分析】本题考查了平衡状态的判断、二力平衡条件的应用等,关键是根据s-t图得出每段时间内物体的运动情况,要注意s-t图和υ-t图的不同,平时要注意理解,做题时要看清。
【详解】(1)由s-t图可知,0~2s内物体做匀速直线运行,2~5s内物体静止,即物体在0~5s内处于平衡状态,∵水平方向受到的推力和受到的摩擦力是一对平衡力,∴f=F=20N;当t=6s时,物体仍做匀速直线运动,受到的水平力与摩擦力平衡,所以F=f=20N。故选B。
把一重为G的物体,用一个水平的推力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,从t=0开始物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图A、B、C、D中的哪一个?(▲)
【答案】B
【解析】由题意可知,随着时间的推移,压力不断增大,导致物体从滑动到静止。则物体所受的摩擦力先是滑动摩擦力后是静摩称力。而滑动摩擦力的大小与推物体的压力大小成正比,而静摩擦力的大小与重力大小相等。
【分析】【详解】如图所示,从t=0开始水平推力F=Kt,即压力不断增大,则物体受到滑动摩擦力作用,所以滑动摩擦力的大小与压力正比.因此滑动摩擦力不断增大.当物体的最大静摩擦力大于重力时,物体处于静止状态,即使推力增大,也不会影响物体的静摩擦力大小.此时静摩擦力的大小等于重力.因此B正确;ACD均错误;故选:B。
20.如图所示,物体A、B、C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以共同速度向右匀速运动,那么关于物体受几个力的说法正确的是(▲)
A.A受6个,B受2个,C受4个
B.A受5个,B受3个,C受3个
C.A受5个,B受2个,C受4个
D.A受6个,B受3个,C受4个
【答案】A
【解析】【分析】本题涉及多个物体平衡,关键要灵活选择研究对象,整体法与隔离法可交叉使用。
【详解】B随A一起匀速运动,合力为零,B不受摩擦力.以C为研究对象,所受的摩擦力与拉力F平衡.以A为研究对象,A受到C的摩擦力和地面的摩擦力,A、以B为研究对象,B随A一起匀速运动,合力为零,B不受摩擦力,否则B受力不平衡,不会做匀速运动,故B受两个力的作用.B、以C为研究对象,水平受到拉力F与静摩擦力,两力平衡,则C受到的摩擦力方向水平左,故C受四个力的作用。C、以整体为研究对象,分析可知,地面对A摩擦力水平向右;A相对于C有向左运动的趋势,C对A的静摩擦力方向水平向右,B对A没有摩擦力,则A受到两个摩擦力作用。以整体为研究对象,合力为零,可知地面对A摩擦力与拉力平衡,故A受六个力的作用。故选A。
21.如图,身高和质量相同的两人穿同样的鞋在同一水平地面上通过一轻杆进行顶牛比赛,企图迫使对方后退。设甲、乙对杆的推力分别为F1、F2。甲、乙两人身体因前倾而偏离竖直方向的夹角分别为α1、a2。已知倾角越大,人手和杆的端点位置就越低。若甲获胜,则(▲)
A.F1=F2 α1>α2 B.F1>F2 α1=α2
C.F1=F2 α1<α2 D.F1>F2 α1>α2
【答案】A
【解析】根据题意得,若甲获胜,说明甲受到的最大静摩擦力大于乙受到的最大静摩擦力,由于两人身高和质量完全相同,两人穿同样的鞋,鞋与地面的动摩擦因数相同,分析两人对地面压力的大小关系,分析 α2、α2大小关系.根据牛顿第三定律判断F2、F2的关系。
【分析】本题是实际问题,关键是分析两人的最大静摩擦力的变化情况,来确定两人与地面间的正压力的大小关系。
【详解】在两人顶牛比赛中,决定胜负的是人受到的最大摩擦力的大小,若甲获胜,说明甲下蹲增大他与地面的正压力才胜出,故α2>α2;因为杆为轻杆,两人对杆的作用力可认为是作用力与反作用力,大小相等,有F2=F2,所以选项A正确,BCD错误。故选A。
22.杂技演员在进行“顶杆”表演时,用的是一根长直竹竿(假设不计其质量),竹竿被站在地面上的演员乙用肩部竖直顶起,演员甲在竹竿上表演。在竹竿底部与演员乙肩部之间装有一传感器(一种能测出肩部受力大小的装置),传感器显示演员乙肩部的受力情况。若质量为30kg的演员甲自竹竿顶部由静止开始沿竹竿下滑到竿底的过程中,传感器显示的受力情况如右图所示,则(▲)
A.0∽3s内演员甲受到摩擦力大于重力
B.0∽1s内演员甲受到摩擦力小于重力,1∽3s内演员甲受到摩擦力大于重力
C.0∽1s内演员甲受到摩擦力大于重力,1∽3s内演员甲受到摩擦力小于重力
D.0∽3s内演员甲受到摩擦力小于重力
【答案】B
【解析】根据G=mg求出演员甲的重力,甲演员下滑时受到竹竿向上的摩擦力,根据力的作用是相互的可知,竹竿受到向下的摩擦力,摩擦力的大小等于传感器受到的压力,然后与甲演员的重力相比较即可得出答案。
【分析】解决本题的关键是利用力的作用是相互的得出演员甲受到的摩擦力等于传感器受到的力。
【详解】演员甲的重力:G=mg=30kg×9.8N/kg=294N,
∵演员甲下滑时受到的摩擦力和竹竿受到的摩擦力是一对相互作用力,而竹竿受到的摩擦力等于对传感器的压力即显示的受力,
∴两个力的大小相等,即演员甲受到的摩擦力等于传感器受到的力,由图象可知,0~1s内演员甲受到的摩擦力为180N<294N,1~3s内演员甲受到的摩擦力为360N>294N,结合选项可知,B正确,ACD不正确。故选B。
23.如图所示,图甲重为10N的铁块吸附在竖直放置且足够长的磁性平板上在竖直向上拉力F的作用下铁块竖直向上运动。铁块运动过程中速度υ的大小随时间t的变化的图像如图乙所示。若铁块受到的滑动摩擦力为4N,则下列说法正确的是(▲)
A.磁性平板对铁块的吸引力等于10N
B.在0∽2s内拉力F等于14N
C.在0∽6s内拉力F等于10N
D.在2∽6s内拉力F等于14N
【答案】D
【解析】【分析】【详解】A、根据题意和图示没法判断磁性平板对铁块的吸引力,故A错误;B、在0~2s内处于加速运动状态,此时的拉力F大于重力和摩擦力,故B错误;C、在0~6s内,先加速后匀速,所以拉力先等于重力和摩擦力之和,然后等于重力和摩擦力之和;故C错误;D、由乙图可见,在2~6s铁块在竖直方向上运动时,速度保持不变,因此铁块做匀速直线运动,铁块受到平衡力的作用,故拉力等于重力和摩擦力之和,即F=G+f=10N+4N=14N。故选D。
24.如图所示,物块A的重力GA=20N,物块B的重力GB=10N,水平推力F作用在A上,A与竖直墙面接触,A和B均静止,则墙面受到的摩擦力(▲)
A.大小为20N,方向向上
B.大小为20N,方向向下
C.大小为30N,方向向上
D.大小为30N,方向向下
【答案】D
【解析】【分析】【详解】物体A、B组成的整体,受竖直向下的重力G=GA+GB=20N+10N=30N,竖直向上的摩擦力f,而处于平衡状态,由平衡条件得:f=G=30N,方向竖直向上.物体间力的作用是相互的,A受到的摩擦力f与物体A对墙壁的作用力f 是作用力与反作用力,则f'=f=30N,方向与f方向相反:竖直向下。故选D。
25.如图所示为工人师傅推车运送纯净水的图片,对于这两种方法中哪种比较省力的判断,下列说法正确的是(▲)
A.图甲的方法比较省力
B.图乙的方法比较省力
C.图甲和图乙两种方法所用的力大小相等
D.无法判断
【答案】A
【解析】分别对甲乙两种情况进行受力分析.两图最大的区别是一拉一推,导致小车对地面的压力不同,由此产生的小车与地面之间的摩擦力不同,当然摩擦力越小越省力。
【分析】本题实用性较强,说明物理不仅是有趣的还是有用的.影响滑动摩擦力大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度.压力越大,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。
【详解】拉车时,人对车的拉力一般是斜向上的,这样会减小车对地面的压力,从而减小了车与地面之间的摩擦力,所以较省力;而推车时,人用力方向一般是斜向下的,这样会增大车对地面的压力,从而增大了车与地面之间的摩擦力,所以推车较费力。故选A。
26.如图所示,用F=6N的水平向右的拉力匀速拉动物块A时,物块B静止不动,此时弹簧测力计的示数为4N,则物块B所受摩擦力的大小及方向和物块A对地面的摩擦力的大小及方向分别为(▲)
A.6N,向左;2N,向左 B.4N,向右;2N,向左
C.6N,向右;4N,向右 D.4N,向左;2N,向右
【答案】B
【解析】(1)物块B静止不动,则受平衡力的作用,根据平衡力的知识判断摩擦力的大小和方向;(2)根据力的相互性求出B对A的摩擦力和方向,对A进行受力分析,根据力的平衡条件求出地面对A摩擦力的大小和方向。
【分析】本题通过判断摩擦力的大小,考查了对二力平衡条件及力的作用的相互性的应用,要注意题目中的静止、匀速直线的特点。
【详解】(1)物块B静止不动,所以B受到弹簧测力计的拉力与A的摩擦力是一对平衡力,则物块B所受摩擦力的大小为4N,方向水平向右,故ACD不正确;(2)根据力作用的相互性可知,B会给A一个向左的摩擦力,大小为4N,A做匀速直线运动,所以A受B对其向左的摩擦力、地面对其向左的摩擦力及拉力F的作用,由力的平衡条件可知,地面对A的摩擦力为f=6N-4N=2N,方向水平向左,故B正确。
27.建筑工人用如图所示的装置提起四块砖。设每块砖重为G,当砖被提起后处于静止时,第二块砖左右两面受到的摩擦力是(▲)
A.左右两面分别受到大小为0.5G的向上的摩擦力
B.左面受到向上的大小为G的摩擦力,右面受到向下的摩擦力为零
C.左面受到向上的大小为2G的摩擦力,右面受到向下的大小为G的摩擦力
D.左面受到向上的大小为G的摩擦力,右面受到向下的大小为2G的摩擦力
【答案】B
【解析】先以四块砖组成的整体为研究对象,求第一块砖受的摩擦力,然后以第一块砖为研究对象受力分析,最后以第二块砖为研究对象受力分析,最后由平衡条件求第二块砖受到的摩擦力。
【分析】这是一道受力分析、力的平衡问题,解题的关键是应用整体法与隔离法对物体进行受力分析,然后由平衡条件求摩擦力。
【详解】以四块砖组成的整体为研究对象受力如图所示,砖静止,由平衡条件得:f+f=4G,f=2G,方向竖直向上。
以第一块砖为研究对象,受力如图所示,砖静止,由平衡条件,得:f=G+f1,f1=f-G=2G-G=G,方向竖直向下。
物体间力的作用是相互的,第一块砖对第二块砖的摩擦力f1 与第二块砖对第一块砖的摩擦力f1大小相等,方向相反,即f1 =f1=G,方向竖直向上,作用在砖2的左面上.以第二块砖为研究对象,受力如图所示,砖静止,由于f1 =G,方向竖直向上,砖2所受的重力为G,竖直向下,这两个力合力为零,砖2在这两个力作用下,处于平衡状态,则第二块砖右面不受摩擦力。
故选B。
28.如图所示,图甲拉木块A在长木板B上匀速运动;图乙拉木块A在长木板B上加速运动;图丙固定木块A,拉长木板B运动;图丁拉长木板B,使A与B一起匀速运动。上述操作中木块A与长木板B之间的摩擦力大小分别为f甲、f乙、f丙、f丁,则下列说法正确的是(▲)
甲:A在木板B上匀速运动 乙:A在木板B上加速运动
丙:固定A,拉B运动 丁:A和B一起匀速运动
A.f甲=f乙=f丙=f丁 B.f甲=f乙=f丙、f丁=0
C.f甲=f丙=f丁>f乙 D.f甲<f乙, f丙不确定,f丁=0
【答案】B
【解析】抓住三种条件下A与B物体的运动状态和影响滑动摩擦力大小的因素就可判断摩擦力的大小;另外还有考虑产生摩擦力的条件--发生相对运动。
【分析】此题考查影响摩擦力的因素以及产生摩擦力的条件;根据题目中提供的运动状态可分析摩擦力的大小。
【详解】滑动摩擦力的大小与两个因素有关即:压力大小、接触面的粗糙程度.而与物体的运动速度、接触面积无关.图甲中,拉木块A在长木板B上匀速运动;图乙中,拉A在B上加速运动;图丙中,固定A,拉B运动;都是物体A与物体B发生了相对运动,产生了滑动摩擦;而在三种情况下,压力大小及接触面的粗糙程度未变,故摩擦力不变即摩擦力相等;即f甲=f乙=f丙;图丁中,拉着B,使AB一起匀速运动时,物体A与物体B相对静止,即A与B未发生相对运动,也没有相对运动的趋势,故它们之间没有摩擦力的存在,即摩擦力等于零;f丁=0;故A、C、D错误,B正确;故选B。
29.A、B、C叠放在一起,在水平力FA=FB=10N的作用下,以相同的速度υ沿水平方向向左匀速滑动,如图所示,那么此时物体B受到的摩擦力大小和C受到的摩擦力大小分别为(▲)
A.20N,0 B.20N,10N C.10N,20N D.10N,0
【答案】D
【解析】(1)摩擦力产生的条件是两个物体相互接触,已经发生相对运动或者有相对运动的趋势;(2)分别对A、B、C三个物体在水平方向进行受力分析,根据物体的运动状态,结合二力平衡的知识进行分析,判断出摩擦力的大小。
【分析】此题考查了平衡力的应用,根据物体的状态可分析出物体的受力情况;然后结合物体的具体受力,根据平衡力的大小相等知识,可解决此题。
【详解】(1)物体A受到水平向右、大小为10N的拉力,因为处于静止状态,所以A受到B对A水平向左、大小为10N的摩擦力作用;因为力的作用是相互的,因此A对B一个水平向右、大小也为10N摩擦力作用.(2)由于B和A一起向左做匀速直线运动,并且B受到水平向左的力和A对B水平向右的摩擦力大小相等,因此C对B的摩擦力大小为零,即B对C的摩擦力大小也为零.故选D。
30.如图所示为皮带传动装置,装在电动机上的飞轮A通过皮带使装在车床上的飞轮B转动,若A轮沿顺时针方向转动,则(▲)(双选)
A.A轮对皮带的摩擦力沿顺时针方向
B.B轮对皮带的摩擦力沿顺时针方向
C.A轮对皮带的摩擦力沿逆时针方向
D.B轮对皮带的摩擦力沿逆时针方向
【答案】AD
【解析】摩擦力是阻碍物体运动的力,产生的条件是:两个物体相互接触,已经发生相对运动或者具有相对运动的趋势,摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反或与相对运动的趋势方向相反。
【分析】本题考查了学生对摩擦力方向的理解情况,知道摩擦力的方向与物体相对运动的方向相反。
【详解】由图可见:A是主动轮,B是从动轮.A沿顺时针方向转动,皮带的摩擦力阻碍A转动,对A的摩擦力沿逆时针方向,由于力的作用是相互的,则A对皮带的摩擦力方向相反,沿顺时针方向.同样,B轮受皮带的摩擦力沿顺时针方向转动,则B轮对皮带的摩擦力沿逆时针方向。
故选AD。
31.质量为50kg的雪橇上装载了350kg的原木,一匹马用800N的力拉着雪橇沿着平直的路面匀速前进,将原木运到了3000m外的货场。雪橇行进中受到的摩擦力与压力的关系为:F=kFN,(其中k为动摩擦因数,FN为压力),求:g=10N/kg
(1)行进中雪橇受到的摩擦力。
(2)动摩擦因数k。
【答案】(1)行进中雪橇受到的摩擦力为800N。(2)动摩擦因素k为0.2
【解析】【分析】【详解】(1)因为雪橇在800N的拉力作用下做匀速直线运动,所以行进中雪橇受到的摩擦力等于拉力,即800N;(2)雪橇对地面的压力:FN=G=(50kg+350kg)×10N/kg=4000N,由F=kFN即可得,k===0.2。答:(1)行进中雪橇受到的摩擦力为800N。(2)动摩擦因素k为0.2。
32.小明在探究“滑动摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,提出了以下猜想:猜想一:滑动摩擦力的大小与物体运动的速度有关;猜想二:滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小有关;猜想三:滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
小明通过如图所示的实验验证猜想。验证猜想二和猜想三的实验数据如下表。
次数 1 2 3 4 5
接触面 木板 木板 木板 棉布 毛巾
压力/N 1.0 1.5 2.0 1.0 1.0
弹簧测力计示数/N 0.4 0.6 0.8 0.5 0.6
回答下列问题:
(1)实验中,小明用弹簧测力计水平拉着木块在水平方向做匀速直线运动,其目的是使滑动摩擦力的大小 ▲ (选填“大于”“小于”或“等于”)弹簧测力计的示数。
为验证猜想一,小明用弹簧测力计水平拉着木块沿水平方向以不同的速度在木板上做匀速直线运动时,弹簧测力计示数相同。说明滑动摩擦力的大小与速度 ▲ 。
分析 ▲ 次实验可验证猜想二,在接触面不变的条件下,滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力大小 ▲ 。
(4)分析1、4、5次实验,小明得出:在压力相同的条件下,接触面越粗糙,滑动摩察力越大。老师提出小明的实验设计应加以改进,应控制在 ▲ 相同的条件下粗糙程度不同。
【拓展】小明完成实验后,将长木板一端支起,用弹簧测力计沿平行斜面方向向上拉着木块做匀速直线运动,弹簧测力计的示数为0.92N,则木块对木板的压力为 ▲ N。已知木板长0.5m,支起
的高度0.3m,木块重1N。
【答案】(1)等于;(2)无关;(3)1、2、3;成正比;(4)接触面材料;【拓展】0.8
【解析】【分析】【详解】(1)当弹簧测力计拉着木块在水平位置做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数;(2)当木块运动速度不同时,弹簧测力计示数相同,即物体受到的摩擦力相同,所以滑动摩擦力与速度无关;(3)要验证滑动摩擦力与压力的关系,需要控制接触面的粗糙程度相同,改变压力的大小,即选取1、2、3次实验。分析表中数据可得,在接触面粗糙程度相同的情况下,滑动摩擦力的大小与压力成正比;(4)接触面的材料不同,可能会影响滑动摩擦力的大小。【拓展】木块在从斜面底端运动到顶端时,拉力做功为W=FL=0.92N×0.5m=0.46J,木块提升高度为0.3m,所以克服摩擦力做功为W1=W-Gh=0.46J-1N×0.3m=0.16J,所以木块受到的摩擦力f==0.32N,从表中数据可得木块在木块上滑动时受到的滑动摩擦力与压力之比为0.,4,所以木块对木块的压力为F==0 8N。故答案为:(1)等于;(2)无关;(3)1、2、3;成正比;(4)接触面材料;【拓展】0.8。
33.如图所示,有两本完全相同的书A、B,书重均为5N,若将两本书等分成若干份后;交叉地内叠在一起置于水平光滑桌面上,并将A书固定不动。用水平向右的拉力F把书B抽出。
测得一组数据如下:
实验次数 1 2 3 4 ... N
将书分成的份数 2 4 8 16 ... 逐页交叉
力F的大小/N 4.5 10.5 22.5 46.5 ... 190.5
根据以上据,不考虑封面与正文纸张的差异,试求:
(1)若将书分成32份,力F应为 ▲ N;
(2)该书的纸张数为 ▲ 张;
(3)如果把纸与纸接触面间的滑动摩擦力f和压力N的比值叫作滑动摩擦系数μ,即μ=
且两本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数μ相等,则μ为 ▲ 。
【答案】(1)若将书分成32份,力F应为94.5N;(2)该书的页数为64页;(3)本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数μ为0.3
【解析】根据影响摩擦力大小的因素设出摩擦力的大小与压力的关系,分析得出书分成的份数与拉力的大小关系,进一步得出将书分成32份时力F应的大小;根据得出的规律求出该书的页数;把数据代入即可得出滑动摩擦系数μ的大小。
【分析】本题考查了影响摩擦力大小的因素,关键是根据水平方向物体的压力和自身的压力相等得出摩擦力和压力的关系进行求解。
【详解】(1)假设每本书的重量为G,纸张之间的摩擦系数为μ,那么当每本书被分为x份时,每一份的重力就为根据摩擦力的定义,那么可以看到:
1部分对2部分的压力为1的重力,因此摩擦力为,
2部分对3部分的压力为1、2的重力和,因此摩擦力为,
3部分对4部分的压力为1、2、3的重力和,因此摩擦力为,
4部分对5部分的压力为1、2、3、4的重力和,因此摩擦力为,…
以此类推7部分对8部分的压力位1至7部分的重力和,因此摩擦力为,
可以得到:右边被抽出的书收到的总摩擦力为F4==10.5N,
所以:μG=1.5N,总的摩擦力:Fx=[1+2+3+…+(2x-1)]μG/x=(2x-1)μG,
即当x=32时,计算得到 F32=94.5N;(2)当F=190.5N时,则:(2x-1)μG=190.5N,
解得:x=64张;
(3)本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数μ==0.3。
答:(1)若将书分成32份,力F应为94.5N;(2)该书的页数为64页;(3)本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数μ为0.3。
34.如图所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向。
(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动);
(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);
(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);
(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;
(5)汽车在匀速行驶中突然加速,木箱在车上滑动时。
【答案】(1)汽车由静止向前加速运动,木箱相对于货车有向后运动的趋势,木箱受到向前的静摩擦力。(2)汽车刹车时(二者无相对滑动),由于惯性,木箱相对于汽车有向前运动的趋势,木箱受到向后的静摩擦力。(3)汽车向前匀速运动,木箱与货车间没有相对运动趋势,不受摩擦力;(4)汽车刹车时,由于惯性,木箱相对于汽车向前运动,木箱受到向后的滑动摩擦力。(5)汽车在匀速行驶中突然加速,木箱在车上滑动时,木箱相对于汽车向后运动,木箱受到向前的滑动摩擦力。
【解析】根据摩擦力产生的条件判断,即二者接触、表面不光滑、有弹力和有相对运动的趋势,摩擦力的方向与相对运动(趋势)的方向相反,注意相对应的物理情景。
【分析】本题根据静(滑动)摩擦力产生的条件和方向特点分析摩擦力的方向。
【详解】略
35.阅读短文,回答下列问题。
汽车刹车以后
现代社会汽车大量增加,发生交通事故的一个重要原因是遇到意外情况时车辆不能立即停止。司机从看到情况到肌肉动作操纵制动器需要一段时间,这段时间叫反应时间。在这段时间内汽车要保持原速前进一段距离叫反应距离。从操纵制动器利车到车停下来,汽车又要前进一段距离,这段距离叫制动距离。如下图所示。
下面是一个机警的司机驾驶一辆保养得很好的汽车在干燥的公路上以不同的速度行驶时,测得的反应距离和制动距离。
速度(km/h) 反应距离(m) 制动距离(m)
40 7 15
50 9 22
60 11 31
80 15 49
100 19 73
(1)汽车在正常行驶时,车轮与地面间的摩擦是 ▲ 摩擦,刹车后,由于 ▲ ,汽车还会继续向
前滑行一段距离,在此过程中车轮与地面间的摩擦变 ▲ (选填“大”或“小”)。
(2)当速度为60km/h时,算出该司机的反应时间大约是 ▲ 。
(3)分析上表数据,可知影响汽车制动距离的主要因素是 ▲ 。
(4)为了提醒司机朋友在雨雪天气里注意行车安全,在高速公路旁设置了“雨雪路滑,减速慢行”的警示牌,请简要说明这句话的物理道理: ▲ 。
【答案】(1)滚动;惯性;大;(2)0.66s;(3)汽车速度的大小;(4)雨雪天,汽车轮胎和路面的摩擦力减小,汽车的制动距离变大,容易造成交通事故,由于汽车的制动距离和车速有关,当减速慢行时,相同雨雪条件下制动距离会变短,可避免交通事故的发生
【解析】摩擦分为滑动摩擦和滚动摩擦两种。车轮滚动为滚动摩擦,刹车时车轮与地面间的摩擦为滑动摩擦。反应时间可以利用反应距离除以速度求得。由表可知,行驶速度越大制动距离越长。
【分析】【详解】(1)汽车在正常行驶时,车轮与地面间的摩擦是滚动摩擦,刹车后,由于惯性,汽车还会继续向前滑行一段距离。(2)t=×3600s=0.66s。(3)通过分析表格可知,汽车行驶速度越快,制动距离越远,所以影响汽车制动距离的主要因素是汽车行驶速度。(4)汽车高速行驶时,由于惯性,要保持原来高速行驶状态,若车速过快,当车遇到紧急情况而刹车时,容易造成交通事故,故需“减速慢行”。故答案为:(1)滚动;惯性;大;(2)0.66s;(3)汽车速度的大小;(4)雨雪天,汽车轮胎和路面的摩擦力减小,汽车的制动距离变大,容易造成交通事故,由于汽车的制动距离和车速有关,当减速慢行时,相同雨雪条件下制动距离会变短,可避免交通事故的发生。
36.风洞实验中可以产生方向水平、速度大小可调的风,用来研究处在流动气体中物体的受力情况,将一个套有木球的细直杆放入风洞实验室,球受到的重力为G,球在杆上运动时,球与杆的滑动摩擦阻力跟它们之间的压力成正比,比例系数是k,如图甲所示,将杆沿平行风速的方向固定,调节风速大小,使球恰能沿杆匀速运动。再将杆沿竖直方向固定,如图乙所示,将球从杆的上端由静止释放,保持球下滑过程中所受风力与杆处于水平方向时受到的风力大小相同。则:
(1)球下滑过程中受到的滑动摩擦力为多少?
(2)当所受风力是开始风力的多少倍时,球能匀速下滑?
【答案】(1)球下滑过程中受到的滑动摩擦力为k2G;(2)当所受风力是开始风力的倍时,球能匀速下滑
【解析】(1)根据球与杆之间的摩擦力与压力成正比,比例系是k,可以列出关系式:f=kF压,当杆水平放置时,压力等于球的重力G,根据关系式推出摩擦力大小,风力大小等于摩擦力;当杆竖直放置时风力大小不变,由此可知竖直放置时压力的大小,再由关系式推出竖直放置时的摩擦力。
(2)当球沿竖直方向匀速下滑时,竖直方向上受到重力和摩擦力作用,二力平衡,计算出摩擦力大小;再根据滑动摩擦力和压力的关系以及风力和压力的关系,计算出风力,最后计算出所受风力是开始风力的倍数。
【分析】本题考查了摩擦力的计算,对初中生来说理解有一定的难度;本题解题的关键:①物体匀速直线运动时,二力平衡,大小相等;②会根据题意列出摩擦力与压力的关系式。
【详解】(1)根据题意可知,当杆水平放置时的压力等于重力,摩擦力为:f水平=kG,
由于小球匀速滑动,所以风力大小等于摩擦力,即风力为kG,
当杆竖直放置时,风力大小不变,仍为kG,所以此时压力为kG
根据摩擦力与压力的关系,可知此时摩擦力为f竖直=k×kG=k2G。
(2)当球沿竖直方向匀速下滑时,竖直方向上受到的滑动摩擦力和重力作用,二力平衡,即滑动摩擦力大小为f′=G,又因为滑动摩擦阻力跟它们之间的压力成正比,即f′=kF压,所以F压=,风力大小等于压力,即风力为,风力增大的倍数为:。答:(1)球下滑过程中受到的滑动摩擦力为k2G;(2)当所受风力是开始风力的倍时,球能匀速下滑。
37.为了测定木块所受到的滑动摩擦力,两个实验小组分别设计了如图所示的甲、乙两种实验方案,实验中不计弹簧测力计的重力。
(1)如图甲,甲组同学将长木板放在水平桌面上,沿水平方向缓慢地拉动测力计,使木块做匀速直线运动,读出 ▲ ,即为滑动摩擦力的大小。实验中同学们发现很难读数,原因是: ▲ 。
(2)乙组同学按如图乙所示装置进行实验:将木块用测力计水平拉住,测力计另一端固定在桌上一侧;细线一端和砂桶连接,另一端跨过定滑轮和长木板水平相连。实验时在砂桶中加砂,使长木板运动。若长木板匀速运动,木块和长木板之间的滑动摩擦力 ▲ 测力计读数;若长木板加速运动,则木块和长木板之间的滑动摩擦力 ▲ 测力计读数。(选填“大于”“等于”或“小于”)
(3)所以从实验误差及操作方面考虑,应选择 ▲ 方案,理由是 ▲ 。
【答案】(1)弹簧测力计的示数;难于控制木块做匀速直线运动;(2)等于;等于;(3)乙;因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动中读数,不容易读得准确;乙方案中,弹簧测力计是静止的,读数容易读得准确。
【解析】(1)测力计水平拉动物体时,测力计显示拉力大小,物体在水平方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,当物体进行匀速直线运动时,滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,滑动摩擦力大小等于拉力大小;控制木块做匀速直线运动比较困难,对运动者的弹簧测力计难于读数。
(2)滑动摩擦力大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关,压力大小不变,接触面粗糙程度不变时,滑动摩擦力大小不变.无论木板进行匀速、加速、减速时,木块受到木板的滑动摩擦力大小是不变的,木块相对桌子来讲是静止的,木块水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以测力计示数不变。
(3)甲方案是让木块处于匀速直线运动状态,来保证摩擦力等于拉力,不容易控制;乙方案是让物体处于静止状态来保证摩擦力等于拉力,容易实现。
【分析】探究实验的设计必须遵循科学性原则,简便性原则,可操作性原则以及准确性原则.此题考查学生在两个实验方案中,就可操作性以及准确性方面做出正确判断的能力。
【详解】(1)测力计水平拉动物体时,测力计显示拉力大小,当物体进行匀速直线运动时,物体在水平方向的滑动摩擦力和拉力是一对平衡力,滑动摩擦力大小等于拉力大小,
所以读出测力计的示数就是滑动摩擦力的大小。实验中他们发现很难保持弹簧测力计示数的稳定性,很难读数,原因是:难于控制木块做匀速直线运动。
(2)无论木板进行匀速、加速、减速运动时,木块相对桌子总是静止的,木块水平方向上受到的拉力和滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以测力计示数不变,总是等于滑动摩擦力大小。
(3)从实验误差方面来看:应选择乙方案,因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动中读数,不容易读得准确。乙方案中,弹簧秤是静止的,读数容易读得准确。故答案为:(1)弹簧测力计的示数;难于控制木块做匀速直线运动;(2)等于;等于;(3)乙;因为在甲方案中,要保持木块的匀速运动中读数,不容易读得准确;乙方案中,弹簧测力计是静止的,读数容易读得准确。
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