2021-2022学年八年级物理下(人教版)第八章:运动和力
第三节:摩擦力(提高)
一、单选题
1.下列增大摩擦的实验中,与其它三种方法不同的是( )
A.卫生间防滑地砖的表面有凹凸不平的花纹 B.体操运动员上高低杠之前,受伤涂抹镁粉
C.门与门框间塞入硬纸片,防止门被风吹开 D.在冰雪路面行驶的汽车车轮上安装防滑链
2.如图所示,有两个相同的梯形物体,它们在力的作用下,以下列三种方式沿相同的水平面运动,下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是( )
A.f丙>f甲>f乙 B.f乙>f丙>f甲 C.f乙>f甲>f丙 D.f甲>f乙>f丙
3.如图所示,A是放在水平桌面上的物体,右边用不可伸长的组线通过滑轮与B物体相连,物体A与B所受到的重力分别为10N和3N。现在A物体刚好能沿桌面向右匀速运动;然后用水平向左的力F拉物体A使其向左沿直线运动。则下列说法正确的是( )
A.物体A向左匀速运动时,它受到的拉力F等于6N
B.物体A向左加速运动时,受到的滑动摩擦力越来越大
C.物体A向左加速运动时,A对B的拉力大于B对A的拉力
D.物体A对水平桌面的压力大小为3N,方向竖直向下,作用在物体A上
4.如图所示,水平面上叠放着A、B两个物体,在水平方向力F的作用下,相对静止,一起向左做匀速直线运动。已知F=5N,物体B上下表面所受摩擦力大小分别为( )
A.5N 0N B.5N 5N C.0N 5N D.0N 0N
5.如图甲所示,一木块放在由同种材料制成粗糙程度均匀的水平台面上。木块受到水平向右拉力F的作用,F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动速度v的大小与时间t的关系如图丙所示。6s时撤去力F,同时木块从台面滑出。忽略空气阻力,下列说法中正确的是( )
A.,木块处于静止状态,木块所受静摩擦力为0N
B.,木块加速运动,所受滑动摩擦力为4N
C.,木块运动的距离为4m
D.木块离开水平台面后,由于具有惯性继续做匀速直线运动
6.A、B是两个相同材料的实心正方体,如图所示,A和B分别以甲、乙、丙三种方式在相同的水平桌面上一起做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A.F1>F2>F3 B.F17.西南大学附中(东区)初二年级举行了拔河比赛,以下对比赛获胜秘诀的说法正确的是( )
A.获胜方对绳子的拉力大于失败方对绳子的拉力
B.获胜方穿钉鞋背书包是为了减小对地的摩擦力
C.获胜方对地摩擦力与失败方对地摩擦力相等
D.获胜方对地的摩擦力大于失败方对地的摩擦力
8.如图所示,质量为m的物体放在竖直放置的钢板轨道AB之间,钢板固定不动,物体刚好以速度v向下匀速运动,若要使物体以速度3v沿钢板向上匀速运动,则需要施加的拉力F的大小应该等于( )
A.mg B.2mg C.3mg D.6mg
9.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30千克的演员甲自竹竿顶部由静止开始沿竹竿下滑到杆底的过程中,传感器显示的受力情况如图所示,则( )
A. 内演员甲受到摩擦力大于重力
B. 内演员甲受到摩擦力小于重力, 内演员甲受到摩擦力大于重力
C. 内演员甲受到摩擦力大于重力, 内演员甲受到摩擦力小于重力
D. 内演员甲受到摩擦力小于重力
10.如图所示,在平直路面上向右匀速行驶的小车中,一轻质弹簧的一端固定在车厢右壁,另一端连接至放在小车底板(小车底板粗糙)上的木块,弹簧此时处于原长状态并保持水平。下列说法正确的是( )
①若弹簧未发生形变,则小车一定在做匀速运动
②若木块突然压缩弹簧,则小车一定在做减速运动
③若木块受到向右的摩擦力,则小车一定在做加速运动
④若木块受到三个力的作用,则小车可能在做减速运动,也可能在做加速运动
A.①②③④ B.②③④ C.①③④ D.③④
11.如图甲所示,水平地面上的一物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图乙和丙所示,以下说法正确的是( )
A.02s,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力 B.46s,物体受到的摩擦力是2N
C.24s,物体受到的摩擦力是3N D.04s,物体受到的摩擦力是2N
12.如图甲所示,小陶子在“探究滑动摩擦力的影响因素”后,对实验进行了改进,并做了进一步的研究。他将木块A叠放在足够长的B木板上,一弹簧测力计将木块A固定在左边墙壁上。现在用水平向右的力F把长木板B从右端抽出来,在0~10s内木块A下表面始终在长木板B上,力F与时间t的关系图像如图乙所示,长木板B的速度v与时间t的关系图像如图丙所示,且4~8s内弹簧测力计的示数为2N,则下列说法中正确的是( )
A.0~10s内,木块A受到的摩擦力始终为静摩擦力
B.2~4s内,长木板B所受合力为10N
C.4~8s内,地面对长木板B的滑动摩擦力大小为6N
D.8~10s内,长木板B做减速直线运动,弹簧测力计的示数变大
13.如图所示,木板B放在光滑水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在竖直墙上,用大小10N的水平恒力F向左拉动B,使B以0.2m/s的速度向左做匀速运动,此时水平绳拉力大小为T,下面说法正确的是( )
A.若增大拉力F,绳上拉力T也将变大 B.若增大拉力F,木板B受到的摩擦力将变大
C.木块A所受摩擦力的方向为水平向右 D.拉力T的大小为10N
14.如图所示,将木块A放置于水平木板B上,加上一个砝码,把弹簧测力计系在A上,并固定在墙上,用F=6N的水平拉力匀速拉动物体B时,物体A静止,弹簧测力计的示数为4N。下列讨论中不正确的是( )
A.木块A受到的摩擦力为静摩擦力
B.木块A受到B的摩擦力的大小为4N,方向水平向左
C.若增大拉动B的速度,弹簧测力计的示数不变
D.此装置可研究滑动摩擦力大小与压力的关系
15.如图甲所示,小理同学在光滑的水平面上叠放了A、B两个长方体木块,B木块用一个弹簧测力计固定在左边墙壁上,A木块足够长,在0~10s内B木块下表面始终在A木块上,现在用水平向右的力F把A木块从右端抽出来,所用的力F与时间t的关系图像如图乙所示,拉动A木块时它的速度v与时间t的关系图像如图丙所示,则下列说法中正确的是( )
A.0-2s内,A木块静止,不受摩擦力
B.4-8s内,A木块受到拉力F做功8J
C.2-10s内,B木块受到静摩擦力的方向始终向右
D.4-10s内,A木块运动状态改变,弹簧测力计的示数不变
二、填空题
16.小明用1.2N水平拉力拉着重2N的物理书,沿着水平桌面做匀速直线运动,桌面对书的摩擦力是______N。将一瓶矿泉水放在书上,再次拉动书,此时书受到的摩擦力将______(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
17.用手握住一个重5N的空啤酒瓶,瓶口向上静止在手中,此时手对瓶有一个向上的摩擦力(静摩擦力),已知手对瓶的压力为8N,手对瓶的摩擦力为f1,当手对瓶的压力增大到10N时,手对瓶的摩擦力f2______ f1,当瓶中倒入一定量的水时(瓶静止在手中),手对瓶的摩擦力f3______ f1(填“>”、“=”、“<”)。
18.如图甲所示,放在粗糙均匀的水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系、物体运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图象可知当t=3s时,物体处于______状态,物体所受到的摩擦力为______N。t=5s时,物体受到的摩擦力为______N。
19.如图甲所示,完全相同的木块A和B紧靠着平放在粗糙程度相同的水平桌面上,在6N的水平推力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动;若将A、B叠放到该桌面上,用水平力F2拉着B使它们一起匀速运动(如图乙所示),则拉力F2=_____N,此时木块A所受的摩擦力为_____N。
20.如图所示,木板B放在粗糙的水平面上,木块A放在B的上面,A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上,用大小为10N的水平力F1向左拉动B,使B以1m/s的速度做匀速运动,这时绳水平拉力为F2,则A受到水平向______(选填“左”或“右”)的______摩擦力(选填“静”、“滑动”或“滚动”),拉力F2______拉力F1(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
21.如图所示,用水平向右的力F=60N推乙物体,使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起向右做匀速直线运动,此时甲___________摩擦力(选填“受”或“不受”),丙对丁的作用力为___________N。
22.物理兴趣小组自主探究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验,已知B、C的重力均为10N,不计绳重及其与滑轮间的摩擦。当在绳端挂上物体B时(如图甲所示),物体A沿水平面向右做匀速直线运动,A所受摩擦力的大小为___________N;接着把物体C放在A上,再用一水平向左且大小为24N的力F拉A(如图乙所示),可以使物体A、C一起向左做匀速直线运动,则物体A的重力为___________N。
23.如图甲所示,水平地面上叠放着材质相同的木块,质量分别为m和3m,在水平拉力F1的作用下一起水平向右做匀速直线运动,此时质量为m的木块______(选填“有”或“没有”)受到摩擦力;如图乙所示,将木块换成另外四个相同材质的木块,质量分别为m,2m,3m和4m,上方两个木块间用轻水平相连。现用水平拉力F2拉质量为4m的木块,使四个木块一起水平向右匀速运动,则质量为3m的木块与地面间的摩擦力大小为______(结果用含F2的式子表示)。(注:接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比)
24.如图甲所示,用水平拉力F向右拉放在粗糙程度相同的水平地面上的A物体,拉力F的大小与时间t的关系和A物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。由图像可知物体受到的摩擦力是___________N,第3s物体受到的合力是___________N,6s~9s物体做___________运动。
25.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙、丙所示,由图像可知t=1 s时物体处于______状态,t=3 s时,物体受到的摩擦力为______N。
三、实验题
26.小李和小王同学通过实验研究滑动摩擦力的大小与什么因素有关。他们用弹簧测力计、一块长木板、及若干块大小和形状都相同的长方体金属块和木块做实验。金属块和木块的长、宽、高分别为10厘米、3厘米和2厘米,它们各自各个面的光滑程度均相同,但金属块表面较光滑,木块表面较粗糙,每块金属块和木块的重力分别为3牛和0.4牛。实验时,他们用不同的放置方法把金属块(或木块)放在长木板上,并用弹簧秤拉动它在长木板上沿水平方向做匀速直线运动,实验过程及记录数据如表一,表二和表三所示。
表一金属块放在长木板上
次数 放置方法 接触面积(厘米2) 压力(牛) 弹簧秤示数(牛)
1 三块叠加平放 30 9 2.7
2 二块叠加平放 30 6 1.8
3 一块平放 30 3 0.9
表二木块放在长木板上
次数 放置方法 接触面积(厘米2) 压力(牛) 弹簧秤示数(牛)
4 三块叠加平放 30 1.2 0.6
5 二块叠加侧放 20 0.8 0.4
6 一块竖放 6 0.4 0.2
表三木块放在长木板上
次数 放置方法 接触面积(厘米2) 压力(牛) 弹簧秤示数(牛)
7 一块平放 30 0.4 0.2
8 一块侧放 20 0.4 0.2
9 一块竖放 6 0.4 0.2
(1)根据小李和小王的实验设计,可判断他们在研究滑动摩擦力的大小与______的关系;
(2)小李根据表一中的实验次数1、2、3,得出的初步结论是:当接触面积和粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大。你认为小李的结论是______(选填“错误”、“合理但结论不完整”或“合理且结论完整”);
(3)小李和小王根据表二或表三中的实验数据分别得出初步结论:小王认为根据表二数据可知滑动摩擦力的大小与接触面积有关,接触面积越大,滑动摩擦力越大。而小李认为滑动摩擦力的大小与接触面积无关。你认为______(选填“小王”或“小李”)的初步结论是错误的,理由是______;
(4)请进一步综合分析比较各表中弹簧秤示数和压力的比值关系,可初步得出结论:
(a)______;
(b)______。
27.如图所示,在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”实验中:
(1)在拉动物块前,应将弹簧测力计沿______(选填“水平”或“竖直”)方向进行调零;
(2)要测量由物块与接触面间滑动摩擦力的大小,应沿水平方向拉动物块使其做匀速直线运动。这是利用______原理进行的间接测量;
(3)在甲、乙、丙所示图中,分别用F1=1.0N、F2=1.8N、F3=1.6N的拉力,拉着物块A匀速前进。分析______两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系;
(4)大量实验证明:在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比。在丙图中物块A上叠加一块与A完全相同的物块B,用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起匀速前进(如图丁所示)。此时弹簧测力计示数为F2,则F2=______N;此运动过程中,物块B受到的摩擦力为______N;
(5)在操作过程中还发现,弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可以使物块在木板上沿水平方向做匀速直线运动,如图所示,此过程中,物块处于_______(选填“平衡”或“非平衡”)状态,弹簧测力计计对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力______(选填“是”或“不是”)一对平衡力。
四、计算题
28.科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时,接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比,可用公式表示为f滑=kF。k指摩擦系数,为小于1的正数;当相互接触的两物体的材料均不变时,k的大小不发生改变;当相互接触的两物体的材料改变时,k的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A(重量20N)、B(重量10N)和C(重量100N),A、C之间的摩擦系数kA=0.3,B、C之间的摩擦系数kB未知。将A、C如图甲放在水平地面上时,用水平推力F1恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时,用大小为8N的水平推力F2恰好使A、B一起在 C 的表面上向右做匀速直线运动。
(1)如图甲,水平推力F1的大小为多少?
(2)如图乙,B受到摩擦力的大小为多少?
(3)如图丙,将物体C竖直固定在水平地面上,用水平压力F3将A、B重叠压在C的表面上,且A、B一起向下做匀速直线运动(A、B间不发生相对滑动),则水平压力F3的大小为多少?
29.如图中,质量分布均匀的长方体木块静止在粗糙水平桌面,木块的重为G=50N,现用大小为10N的水平推力F作用木块一端,使木块做匀速直线运动。已知木块运动时所受摩擦力与桌面对木块的支持力成正比,比例系数为k(k只与相互接触的两个物体的材料有关):
(1)求木块运动时所受摩擦力及比例系数k的大小;
(2)竖置截面S将木块分成a、b两个等大的长方体,如图乙,求木块在桌面上匀速运动时,a所受摩擦力的大小。(要求用比例系数求)
参考答案:
1.C
A.卫生间防滑地砖的表面有凹凸不平的花纹,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;
B.体操运动员比赛时手上涂抹镁粉,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;
C.塞入硬纸片后,使门与门框之间的压力增大,因此是通过增大压力来增大摩擦;
D.冰雪路面行驶的汽车车轮上安装上防滑链,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。
综上所述,与其它三种方法不同的是选项C,所以C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
2.C
甲与乙相比,接触面相同,乙对水平面的压力大,故乙受到的摩擦力大于甲受到的摩擦力,丙是滚动摩擦,滚动摩擦力是最小的,故乙受到的摩擦力大于甲受到的摩擦力,大于丙所受到的摩擦力,故C符合题意。
故选C。
3.A
没有外力作用时,A物体刚好能沿桌面向右匀速运动,A受力平衡,A受到向右的B对A的拉力(经过定滑轮,大小等于B的重力)和方向向左的滑动摩擦力,因为二力平衡,所以滑动摩擦力的大小
A.当物体A向左匀速运动时,受到向左的拉力,向右的滑动摩擦力(对桌面的压力和桌面的粗糙程度没变,故)和B对A的拉力(经过定滑轮,大小等于B的重力),又因为物体A处于平衡状态,所以有
故A正确;
B.物体A向左加速运动时,物体A对桌面的压力和桌面的粗糙程度没变,滑动摩擦力的大小不变,故B错误;
C.A对B的拉力和B对A的拉力是一对相互作用力,大小是相等的,故C错误;
D.物体A对水平桌面的压力大小等于A的重力,大小为10N,方向垂直于桌面向下,作用在桌面上,故D错误。
故选A。
4.C
A、B两个物体一起向左做匀速直线运动,A相对于B保持静止状态,所以A在水平方向上没有受到力的作用,故物体B上表面所受摩擦力大小为0N;物体B向左做匀速直线运动,水平方向上受到向左的拉力F,地面对B水平向右的摩擦力,这两个力是一对平衡力;即物体B的下表面所受摩擦力的大小也为5N,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
5.B
A.由v﹣t图像可知, 内物体速度为0,所以处于静止状态;由F﹣t图像可知,内,物体受到的拉力为2N,而木块静止受平衡力作用,因此木块受到的摩擦力等于拉力,大小为2N,故A错误;
B.由v﹣t图像可知,木块在内,木块运动速度不变,因此木块做匀速直线运动,受平衡力作用,即木块受到的拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,根据F﹣t图像可知,此时木块受到的拉力为4N,所以滑动摩擦力也为4N;根据v﹣t图像可知,内物体做加速运动,由于滑动摩擦力与压力大小和接触面的粗糙程度有关,与速度无关,因此物体受到的滑动摩擦力仍为4N;故B正确;
C.根据可知,木块运动的距离为
2~4s木块加速运动,木块通过了一定的距离,故木块运动的距离大于4m,故C错误;
D.木块离开水平台面后,由于重力的作用,物体不会保持原来的速度做匀速直线运动,而做变速曲线运动,故D错误。
故选B。
6.D
将A、B两个物体看成一个整体,其对水平桌面的压力等于A、B的重力,故甲、乙、丙对水平桌面的压力相同,又已知两个相同材料的实心正方体在相同的水平桌面上运动,接触面的粗糙程度相同,根据影响滑动摩擦力大小的因素,故三种情况下物体受到的滑动摩擦力大小是相同的。因A和B分别以甲、乙、丙三种方式在相同的水平桌面上一起做匀速直线运动,根据二力平衡的条件,A和B在水平方向上受到的推力和受到的滑动摩擦力为一对平衡力,大小相等,故三种情况下水平推力是相等的,即F1=F2=F3
故ABC不正确,D正确。
故选D。
7.D
A.因为物体间力的作用时相互的,对于拔河的双方而言,获胜方和失败方之间的力是作用力和反作用力的关系,大小相等,故A错误;
B.获胜方穿钉鞋是增大接触面的粗糙程度,背书包是增大压力,都是为了增大对地的摩擦力,故B错误;
CD.双方之间的拉力并不是决定胜负的因素,哪边能获胜就取决于那边的摩擦力大,因此获胜方对地的摩擦力大于失败方对地的摩擦力,根据C错误,D正确。
故选D。
8.B
物体刚好以速度v向下匀速运动,即物体处于平衡状态,故物体受摩擦力与重力是一对平衡力知
若要使物体以速度3v沿钢板向上匀速运动则物体受摩擦力方向竖直向下,由力与运动关系知
故ACD不符合题意;故B符合题意。
故选B。
9.B
演员甲的重力
因为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,所以两个力的大小相等,即演员甲受到的摩擦力等于传感器受到的力,由图像可知,内演员甲受到的摩擦力为
内演员甲受到的摩擦力为
故正确,不正确。
故选。
10.B
由题意知,原来小车向右做匀速直线运动,木块、弹簧也随小车一起做匀速直线运动,此时弹簧处于原长状态。
①若小车运动状态虽然改变(即做变速运动),但木块与小车之间只是产生了相对运动的趋势,而并未发生相对运动,此时弹簧不会发生形变,小车却并不是做匀速运动,故①错误。
②若木块突然压缩弹簧,说明小车在突然减速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,所以才会压缩弹簧,故②正确。
③若木块受到向右的摩擦力,说明木块向左运动或有向左运动的趋势,则这种情况是由于小车突然加速,而木块由于惯性仍保持原来的运动状态,从而造成木块向左运动或有向左运动的趋势,故③正确。
④木块、弹簧随小车一起做匀速直线运动时,木块只受重力和支持力,若木块受到三个力的作用,则说明其运动状态发生了改变,因此,小车可能加速,也可能减速,故④正确。
故选B。
11.B
A.由v-t图像可知,02s内物体的速度为0,即物体静止(处于平衡状态),此时物体受到的摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,即推力等于摩擦力,故A错误;
BC.由v-t图像知,4s6s内物体运动的速度保持4m/s不变,即做匀速直线运动,处于平衡状态,物体受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,由F-t图像可知,4s6s内物体受到的推力为2N,所以该过程中物体受到的滑动摩擦力f滑=F=2N;由v-t图像可知,2s4s内物体做加速直线运动,因压力的大小和接触面的粗糙程度不变,则滑动摩擦力的大小不变,仍为2N,故B正确,C错误。
D.04s分两个阶段,前两秒物体受静摩擦力,大小等于推力,由F-t图像可知,为1N,后两秒为滑动摩擦力,大小为2N,故D错误。
故选B。
12.C
A.由图丙可知,0~2s内A与B之间没有相对滑动,木块A相对木板B来说,木块 A处于静止状态,此时木块A没有受到摩擦力;在2s-10s内A与B之间发生了相对滑动,木块A相对木板B来说,木块A是向左运动的,则木块A受到的滑动摩擦力的方向是水平向右的,故A错误;
C.4~8s内,长木板做匀速指向运动,A受到水平向左的拉力、水平向右的B对A的摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,大小相等,故A受到的摩擦力为2N,由于物体间力的作用是相互的,所以A对B的摩擦力也为2N;
由图丙可知,4~8s内,B做匀速运动,B受到水平向右的拉力、水平向左的A对B的摩擦力以及地面对B水平向左的摩擦力,由于A对 B的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A对B的摩擦力的大小仍为2N,则此时拉力的大小为8N,所以地面对长木板B的滑动摩擦力大小为 =8N-2N=6N
故C正确;
B.由图丙可知,2~4s内,B做加速运动,由于 A对B的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则A对B的摩擦力的大小仍为2N,则此时拉力的大小为10N,所以B受到的合力为 =10N-2N-6N=2N
故B错误;
D.8~10s内,B木块做减速直线运动,此时A处于静止状态,受到的合力为0,由于滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度都没有发生变化,所以B对A的滑动摩擦力不变,弹簧测力计的示数不变,故D错误。
故选C。
13.D
A.A物体相对于地面处于静止状态,受到的绳子的拉力T与B施加的摩擦力f为一对平衡力,大小相等,方向相反。若增大拉力F,因A、B间的压力大小和接触面粗糙程度不变,A受到摩擦力大小也保持不变,故绳上拉力T也将保持不变,故A错误;
B.木板B放在光滑水平面上,即水平面对B施加摩擦力的作用可不计,木板B受到的摩擦力即为A对B施加的摩擦力,因A受到摩擦力大小也保持不变,由力的相互性,B受到的摩擦力也保持不变,故B错误;
C.因绳子的拉力T与B对A加的摩擦力f为一对平衡力,大小相等,方向相反,故木块A所受摩擦力的方向为水平向左,故C错误;
D.用大小10N的水平恒力F向左拉动B,使B以0.2m/s的速度向左做匀速运动,则B在水平方向上受到平衡力的作用,即10N的水平恒力F与A对B施加的摩擦力大小相等,即A对B施加的摩擦力大小为10N,由力的作用是相互的,B对A施加的摩擦力大小也为10N。又A处于静止状态,故A受到的拉力T与B对A施加的摩擦力为一对平衡力,这两个力大小相等,即拉力T的大小为10N,故D正确。
故选D。
14.A
A.木块A相对地面是静止的,但相对B是滑动的,受到的是滑动摩擦力,故A错误,符合题意;
B.木块相对地面静止,水平方向的两个力:弹簧测力计向右的拉力和B对A的向左的滑动摩擦力,是一对平衡力,所以fBA=4N
故B正确,不符合题意;
C.增大拉力B的速度,A对B的压力不变、与B的接触面的粗糙程度不变,则A受到B摩擦力不变,而A相对地面静止,水平方向上的力仍是摩擦力,那么弹簧测力计的示数不变,故C正确,不符合题意;
D.图示装置中,A与B接触面的粗糙程度不变,但A对B的压力可以通过加上砝码或不加砝码来改变,所以可以探究滑动摩擦力大小与压力的关系,故D正确,不符合题意。
故选A。
15.D
A.由乙图所示图像可知,0-2s内物体受到的拉力为2N,由图丙所示可知,物体的速度为零,物体处于平衡状态,由平衡条件可知,摩擦力f=F=2N,故A错误;
B.由图丙可知,4-8s内物体做匀速直线运动,速度v=1m/s,物体运动的路程s=vt=1m/ss=4m
由图乙可知,4-8s内拉力F=8N,拉力做的功W=Fs=8N4m=32J
故B错误;
C.由图丙可知,在2s-10s内A与B之间发生了相对滑动,B相对A来说,B是向左运动的,则B受到的滑动摩擦力的方向是水平向右的,故C错误;
D.4-10s内,A木块做减速直线运动,此时B处于静止状态,受到的合力为0,由于滑动摩擦力的大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力和接触面的粗糙程度都没有发生变化,所以A对B的滑动摩擦力不变,弹笛测力计的示数不变,故D正确。
故选D。
16. 1.2 变大
[1]由于物理书在水平方向上做匀速直线运动,所以水平方向上的拉力与摩擦力是一对平衡力,所以桌面对书的摩擦力f=F=1.2N
[2]将一瓶矿泉水放在书上,再次拉动书,接触面的粗糙程度不变,压力变大,所以摩擦力变大。
17. = >
[1]空啤酒瓶静止在手中,即瓶子处于平衡状态,瓶子在竖直方向上受到手施加的竖直向上的摩擦力与瓶子受到竖直向下的重力为一对平衡力,这两个力大小相等,即f1=5N,当手对瓶的压力增大到10N时,瓶子仍处于静止状态,在竖直方向受到手施加的竖直向上的摩擦力与瓶子受到竖直向下的重力为一对平衡力,这两个力大小相等,故f2=5N,因此f2= f1。
[2]当往瓶中倒入一定水时,瓶仍静止在手中,在竖直方向上受到平衡力的作用,手对瓶的摩擦力等于瓶子和水的重力之和,故摩擦力将增大,即f3> f1
18. 匀速直线运动 2 2
[1]由图丙物体运动速度v与时间t的关系可知,在2~4s内物体做匀速直线运动,故当t=3s时,物体处于匀速直线运动状态。
[2]当t=3s时,物体处于平衡状态,受到摩擦力和推力是一对平衡力,大小相等;由图乙可知,摩擦力f=F=2N
[3]当t=5s时,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以此时物体受到的滑动摩擦力仍为2N。
19. 6 0
[1]图甲A、B一起做匀速直线运动,把A、B看作整体,对它们受力分析,水平方向上受到水平推力F1、桌面对它们的摩擦力作用,这两力平衡,大小相等,则
图乙中,接触面粗糙程度不变,压力不变,则滑动摩擦力不变仍为6N,由于A、B仍做匀速直线运动,则拉力
拉力F2的大小为6N。
[2]图乙中,A、B一起匀速运动,则A、B之间无相对运动或相对运动趋势,则A、B间无摩擦力,即A所受的摩擦力为0。
20. 左 滑动 小于
[1][2]木块A与B的接触面发生了相对运动,属于滑动摩擦力,A相对墙壁而言在向右的拉力F2和摩擦力的作用下保持静止状态,根据二力平衡,故摩擦力的方向左,大小等于F2。
[3]B以1m/s的速度做匀速运动,B在水平方向上受到三个力的作用:拉力F1,A对B摩擦力及地面对B的摩擦力,处于平衡状态,故
根据力的作用是相互的,A对B摩擦力与B对A摩擦力相等,则,故
21. 不受 15N
[1]甲乙一起向右做匀速直线运动,没有发生相对运动,也没有相对运动的趋势,故甲不受摩擦力的作用。
[2]用水平向右的力F=60N推乙物体,使甲、乙、丙、丁四个完全相同的物块一起向右做匀速直线运动,把甲乙丙丁四个物体看成一个整体,那么根据二力平衡,丙丁与地面的摩擦力为60N,又因为摩擦力的大小与接触面的粗糙程度、压力大小有关,所以丙受到的摩擦力为45N,丁受到的摩擦力为15N。丁在水平方向上受到摩擦力和丙对丁的作用力,且这两个力是一对平衡力,所以丙对丁的作用力为15N。
22. 10 25
[1]对B进行受力分析,其受到了向上的拉力与向下的重力,物体B匀速,处于平衡态,故绳子对B的拉力与物体B的重力是平衡力,故拉力的大小为10N,对A进行受力分析,其受到了向左的摩擦力和拉力,物体A也是匀速运动,故拉力的大小等于摩擦力的大小等于10N。
[2]当把物体C放在A上,再用一水平向左且大小为24N的力F拉A,物体A向左匀速,则对A进行受力分析,A受到向右的绳子的拉力,其大小为10N,向右的摩擦力,向左的拉力,而A处于平衡态,故A所受到的摩擦力为
根据当只有物体A时,摩擦力为10N,把物体C放在A上,摩擦力的大小为14N,故根据接触面的粗糙程度不变,列等式
经整理可知
解得
23. 没有
[1]在水平拉力F1的作用下一起水平向右做匀速直线运动,质量为m处于平衡状态,若质量为m受到了摩擦力,则必然在水平面上受到了一个力与之平衡,但是没有发现施力物体,故物体m在水平面没有受到摩擦力。
[2]将四个木块看成一个整体,该整体一起做匀速直线运动,故该整体处于平衡态,在水平方向上受到的拉力F2与地面给其的摩擦力是平衡力,故可以列等式
由于接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,则总摩擦力为
则
则质量为3m的木块与地面间的摩擦力大小为
24. 6 3 匀速直线
[1]由图乙的v~t图像可知,物体在6s~9s内做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等。由F~t图像知这段时间的拉力为6N,所以物体受到的摩擦力是6N。
[2]第3s物体受到拉力为9N,因影响滑动摩擦力大小的两个因素:压力大小和接触面的粗糙程度都不变,故受到的滑动摩擦力大小仍为6N,故第3s物体受到的合力
F合=F-f=9N-6N=3N
[3] 根据[1]知,6s~9s物体做匀速直线运动。
本题解题的关键是将v~t图像和F~t图像相结合,判断出物体各段运动状态,根据平衡状态中二力平衡找出力的大小即可正确解题。
25. 静止 4
[1]由图丙可知,t=1 s时物体的速度为0,故物体处于静止状态。
[2]根据图丙可知,4~6秒物体做匀速直线运动,由二力平衡的条件,物体在水平方向上受到平衡力的作用;由图乙知,这个时间内物体受到的推力为
F=4N
故可知,这个时间内物体运动时受到的滑动摩擦力为
f=F=4N
2~4秒,物体受到推力为6N,由图丙可知,2~4秒物体做加速运动,但因压力大小和接触面的粗糙程度不变,故t=3 s时,物体受到的的摩擦力大小不变,为4N。
26. 物体间的压力、接触面积和粗糙程度 合理但结论不完整 小王 见解析 见解析 见解析
(1)[1]表一中,接触面积和接触面的粗糙程度相同,压力不同,研究的是滑动摩擦力与压力的关系;表三中,压力及接触面的粗糙程度相同,接触面积不同,研究的是滑动摩擦力与接触面积大小的关系;结合表一、二知,接触面积及粗糙程度相同时,滑动摩擦力与压力的大小成正比,但接触面的粗糙程度不同时,此比值不同,说明滑动摩擦力与接触面的粗糙程度有关。所以小李和小王在研究滑动摩擦力的大小与物体间的压力、接触面积和粗糙程度的关系。
(2)[2]从表一数据知,接触面积和粗糙程度相同时,压力越大,弹簧秤的示数也越大,即摩擦力越大,且每一组的摩擦力的大小与压力的大小的比值是一定值,说明此时的摩擦力与压力成正比。所以小李的结论合理但结论不完整,应为当接触面积和粗糙程度相同时,压力与滑动摩擦力成正比,或者压力与滑动摩擦力比值为定值。
(3)[3][4]实验中采用的是控制变量法,当研究摩擦力与接触面的大小关系时,应控制压力和接触面的粗糙程度相同,小王在分析数据时没有考虑到,显然是错误的。而表三中,接触面粗糙程度及压力相同,接触面积改变时,弹簧秤的示数不变,即所受的摩擦力不变,所以滑动摩擦力的大小与面积的大小无关,故小李的说法正确。
(4)[5][6]进一步综合分析比较各表中弹簧秤示数和压力的比值关系,可以得出两条结论:表面光滑程度相同的物块,滑动摩擦力大小与压力的比值是一个定值;由表一、二可知,物块表面越光滑(粗糙),滑动摩擦力大小与压力的比值越小(越大)。
27. 水平 二力平衡 甲、丙 3.2 0 平衡 不是
(1)[1]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,由二力平衡知识,拉力大小(测力计示数)等于物体受到的滑动摩擦力的大小。所以,在拉动物块前,应将弹簧测力计沿水平方向进行调零。
(2)[2]根据(1),实验中,应沿水平方向拉动物块使其做匀速直线运动,这是利用二力平衡原理进行的间接测量。
(3)[3]影响滑动摩擦力大小因素有两个:压力大小和接触面的粗糙程度,研究与其中一个因素的关系时,要控制另外一个因素不变。探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系,要控制压力大小相同,故分析甲、丙两图可探究滑动摩擦力大小与接触面粗糙程度的关系。
(4)[4]根据已知条件,F3=1.6N,可知丙图中,A受到的滑动摩擦力为1.6N。在丙图中物块A上叠加一块与A完全相同的物块B,对支持面的压力为A对支持面压力的2倍,因在接触面粗糙程度相同时,滑动摩擦力大小与压力大小成正比,故用弹簧测力计拉着物块A,使物块B随A一起匀速前进,此时丁图中物体受到的滑动摩擦力为
f=2×1.6N=3.2N
即弹簧测力计示数为
F2=3.2N
[5]此运动过程中,物块B相对A没有相对运动的趋势,故B受到的摩擦力为0N。
(5)[6]弹簧测力计不沿水平方向拉动时,也可使物块在长木板上沿水平方向做匀速直线运动,此时物块的运动状态不变,物块处于平衡状态。
[7]二力平衡的条件:作用在同一物体的上两个力,大小相等、方向相反,作用在同一直线上。因弹簧测力计对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力不在同一条直线上,故弹簧测力计计对物块的拉力和物块受到的滑动摩擦力不是一对平衡力。
28.(1)6N;(2)2N;(3)150N
解:(1)如图甲,长方体物体A对C的压力
FA=GA=20N
则A受到的滑动摩擦力
fA=kAFA=0.3×20N=6N
A在C的表面上向右做匀速直线运动,处于平衡状态,所以,水平推力为
F1=fA=6N
(2)如图乙,A、B一起在 C 的表面上向右做匀速直线运动,处于平衡状态,则水平推力F2等于A和B受到的滑动摩擦力的合力,且fA仍为6N,故B受到摩擦力
fB=F2-fA=8N-6N=2N
(3)在乙图中,由f滑=kF可得,B、C之间的摩擦系数
如图丙,A、B一起向下做匀速直线运动(A、B 间不发生相对滑动),处于平衡状态,则AB受到的滑动摩擦力
fAB=GA+GB=20N+10N=30N
水平压力为
答:(1)如图甲,水平推力F1的大小为6N;
(2)如图乙,B受到摩擦力的大小为2N;
(3)水平压力F3的大小为150N。
29.(1) 10N;0.2;(2) 5N
(1)木块在水平面上做匀速直线运动,受到平衡力作用,所以有
,
则摩擦系数为
(2)将木块分成a、b两个等大的长方体,则a受到的支持力变为原来的一半即
相互接触的两个物体的材料不变,所以k不变,则a所受摩擦力为
答:(1)木块运动时所受摩擦力为10N,比例系数k为0.2;
(2)a所受摩擦力的大小为5N。
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