3.2摩擦力（Word版含答案）

3.2 摩擦力
一、单选题
1．用手握住一个空啤酒瓶，啤酒瓶开口向上静止在手中不动．以下说法正确的是
A．啤酒瓶能静止在手中，手对啤酒瓶的握力与重力平衡
B．若手握啤酒瓶的力增大，瓶子所受摩擦力随着增大
C．若手握啤酒瓶的力增大，瓶子将不能平衡
D．若向空啤酒瓶注水，瓶子仍静止，即使手握瓶子的力大小不变，瓶子所受的摩擦力也将增大
2．下列说法正确的是（　　）
A．只有物体的重心才会受重力作用 B．使质量为的物体产生的加速度的力大小为
C．千克、秒和牛顿都属于国际单位制中的基本单位 D．摩擦力总是阻碍物体的运动
3．如图所示，一个重200N的物体，在粗糙水平面上向右运动，物体和水平面间的动摩擦因数μ=0.1，同时物体还受到大小为10N、方向向左的水平力作用，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是（　　）
A．大小是10N，方向向左 B．大小是20N，方向向左
C．大小是20N，方向向右 D．大小是10N，方向向右
4．下列说法正确的是（　　）
A．因为物体本身有重力，所以重力没有施力物体
B．放在水平桌面上的两小球，靠在一起但并不互相挤压，两球之间存在弹力
C．两物体间如果有相互作用的弹力，但不一定存在摩擦力
D．根据公式可知，动摩擦因数跟滑动摩擦力成正比，与支持力反比
5．关于摩擦力的说法，下列正确的是（　　）
A．滑动摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反
B．静摩擦力总是阻碍物体的相对运动趋势
C．静摩擦力的大小可以用公式f= FN直接计算
D．正压力越大，静摩擦力越大。
6．力是物体间的相互作用，以下关于力说法正确的是（　　）
A．重力是由于地球的吸引而产生的，故方向指向地心
B．弹力是由受力物体发生弹性形变而产生的
C．摩擦力总是与该接触面上的压力垂直
D．滑动摩擦力的方向一定与运动方向相反，是阻力
7．如图所示，A、B、C为三段圆柱体，质量均为m，均可视为质点通过铰链与两根长为L的轻杆相连，A、B、C的截面在竖直面内且处于正三角形的三个顶点，其中A、C置于光滑水平面上，A、C带电，电荷量均为q，A、C间的库仑力忽略不计，B不带电。起初在水平向右的匀强电场中三个物体均保持静止，现水平电场突然消失，B由静止下落，物体A、C在杆的作用下向两侧滑动，三物体的运动始终在同竖直平面内。已知重力加速度为g。则物体B由静止至落地的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．圆柱体A、C带异种电荷，且A带负电，C带正电
B．水平电场的电场强度
C．圆柱A对地面的压力一直大于mg
D．圆柱B落地的速度大小近似为
8．物体A的质量为1kg，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数μ＝0.2。从t＝0时刻开始，物体以一定的初速度v0向右滑行，同时受到一个水平向左的大小恒为F0＝1N的作用力，则反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像是图中的（取向右为正方向）（　　）
A． B． C． D．
9．小明将一辆后轮驱动的电动小汽车，按图示方法置于两个平板小车上，三者置于水平实验桌上．当小明用遥控器启动小车向前运动后，他看到两个平板小车也开始运动，下列标出平板小车的运动方向正确的是
A． B． C． D．
10．“电动平衡车”是时下热门的一种代步工具。如图，人笔直站在“电动平衡车”上，在某水平地面上沿直线匀速前进，只考虑车轮与地面之间的摩擦力，下列正确的是（　　）
A．“电动平衡车”对人的作用力大于人对“电动平衡车”的作用力
B．“电动平衡车”对人的摩擦力水平向前
C．“电动平衡车”对人的作用力竖直向上
D．在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性向右倾斜
11．在粗糙水平面上有质量为m的物体，被一劲度系数为k的轻弹簧连在左侧墙上，物体在O点静止时，弹簧恰为自然长度；物体只有在A、B之间才能处于静止状态，则下列说法中正确的是（　　）
A．物体在AO之间运动时，受到的摩擦力方向一定向左
B．物体静止在AB之间时，离O越近，受到的摩擦力越大
C．物体静止在OB之间时，受到的摩擦力方向一定向左
D．用水平拉力将物体快速从A拉到B，在此过程中物体受到的地面摩擦力保持不变
12．下列说法正确的是
A．参考系必须是固定不动的物体
B．研究跳水运动员做转体动作时，运动员可视为质点
C．物体对水平支持面的压力大小一定等于物体的重力
D．劲度系数和拉力、伸长量没有关系，它只决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细
13．关于摩擦力，下列说法正确的是（　　）
A．受静摩擦力的物体可以是运动着的
B．两个相互接触的粗糙物体间发生相对滑动时，一定产生滑动摩擦力
C．两个相对静止的物体间的正压力增大，两者之间的摩擦力一定增大
D．摩擦力的方向与物体的运动方向可以不同，摩擦力可以充当阻力，但不能充当动力
14．关于力下面的说法错误的是（　　）
A．重力的方向不一定指向地心
B．按力的性质可分为重力、弹力、摩擦力
C．弹力的方向与施力物体弹性形变方向相反
D．轻绳、轻杆上产生的弹力的方向总是在绳、杆的直线上
15．如图所示，轻质弹簧连接A、B两物体，A放在水平地面上，B的上端通过细线挂在天花板上；已知A的重力为，B的重力为，弹簧的弹力为。则地面受到的压力大小和细线受到的拉力大小可能是（　　）
A．和
B．和
C．和
D．和
16．在研究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的木块，木块运动状态及弹簧测力计的读数如下表所示（每次实验时，木块与桌面的接触面相同）则由此表分析可知（ ）
实验次数 小木块运动状态 弹簧秤读数（N）
1 静止 0.4
2 静止 0.6
3 加速 0.7
4 匀速 0.5
5 减速 0.3
A．木块受到的最大静摩擦力为 0.5N
B．木块受到的最大静摩擦力一定为0.7N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是0.5N
D．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有二次是0.5N
二、多选题
17．研究滑动摩擦力大小的实验装置如图所示，木块和木板叠放于水平桌面上，弹簧测力计的一端水平固定，另一端通过水平细绳与木块相连，用缓慢增大的力拉动木板，使之在桌面上滑动（木块始终未脱离木板）。弹簧测力计示数稳定后（　　）
A．木块相对桌面静止，弹簧测力计示数与木板的运动状态有关
B．木块相对桌面静止，弹簧测力计示数与木板的运动状态无关
C．木板相对桌面运动，弹簧测力计示数与木板和桌面间的动摩擦因数有关
D．木板相对桌面运动，弹簧测力计示数与木板和桌面间的动摩擦因数无关
18．在学完摩擦力的知识后，小林同学知道了动摩擦因素与接触面的材料有关，于是小林想通过测量物体的动摩擦因素，并利用下表的信息来推测P的材料，他先用弹簧测力计测得物块P重13N，然后他把弹簧测力计的一端固定在墙上，如下图，用力F水平向左拉金属板，金属板向左运动，此时测力计的示数稳定（图中已把弹簧测力计的示数放大画出）则下列选项错误的是（ ）
材料 动摩擦因数
金属-金属 0.25
橡胶-金属 0.30
木头-金属 0.20
皮革-金属 0.28
A．P受到的静摩擦力大小为3.4N
B．P受到的滑动摩擦力大小为2.6N
C．P很可能是木头
D．只能匀速的拉金属板
三、实验题
19．在“探究弹簧弹力与形变量的关系”的实验中:
(1)实验室已准备如图甲中的仪器，还缺少的仪器是______；
(2)在甲弹簧下端挂上两个钩码时的测量情况如图乙所示，此时弹簧的长度是______cm；图中数值单位:cm。
(3)用乙弹簧进行实验，经多次测量得到了多组数据分别以弹簧伸长量x为横坐标和弹簧的弹力F为纵坐标，把测得的数据点描在坐标系中，如图丙所示，请完成连线，______。由所作的图线可求得弹簧劲度系数是______N/m（结果保留3位有效数字）。
20．利用图示装置探究弹簧弹力与形变量的关系。把弹簧上端固定在铁架台的横杆上，记录弹簧自由下垂时下端在刻度尺的位置。在弹簧下端悬挂不同质量的钩码，记录弹簧在不同弹力下伸长的长度（弹簧弹力等于钩码的重力）。我们以弹簧的弹力F为纵轴，弹簧伸长的长度x为横轴建立直角坐标系，绘制的F-x图像如图所示。
(1)观察图像，可以得出结论：在弹性限度内，弹簧弹力F与弹簧伸长的长度x成________（选填“正比”或“反比”），弹簧的劲度系数为___________ N/m。
(2)实验中钩码静止时记录弹簧的长度。数据处理时认为弹簧弹力大小等于钩码的重力大小，这样做的依据是_________。
21．在探究弹力和弹簧伸长的关系的实验中，某实验小组将不同数量的钩码分别挂在竖直弹簧下端进行测量，根据实验所测数据，利用描点法作出了所挂钩码的重力G与弹簧总长L的关系图线，如图所示。根据图线回答以下问题。
（1）弹簧的原长为___________cm；
（2）弹簧的劲度系数为___________N/cm。
22．在“探究弹力和弹簧伸长的关系，并测定弹簧的劲度系数”的实验中，实验装置如图甲所用的每个钩码的重力相当于对弹簧提供了向右恒定的拉力实验时先测出不挂钩码时弹簧的自然长度，再将5个钩码逐个挂在绳子的下端，每次测出相应的弹簧总长度。小方同学通过以上实验测量后把6组数据描点在坐标系图中。
(1)请根据图乙求，该弹簧的原长L0=______cm，劲度系数k=______N/m，
(2)若该弹簧受到0.5N的压力，弹簧的长度为L1=__________cm。
四、解答题
23．在弹性限度内，一根弹簧用3N的力拉时，其长度为20cm，用5N的力压时，其长度为12cm，求弹簧的自然长度是多少。
24．一物体放到水平地板上，用一轻弹簧水平拉该物体，当拉着物体匀速前进时，弹簧伸长了2cm，用弹簧测量此物体的重力时，弹簧伸长了10cm，已知弹簧的劲度系数为，求：
(1)物体的质量
(2)物体和地板间的动摩擦因数
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【解析】
【详解】
A.啤酒瓶能静止在手中，手对啤酒瓶的摩擦力与重力平衡，选项A错误；
B. 啤酒瓶静止不动，静摩擦力等于重力，则即使手握啤酒瓶的力增大，瓶子所受摩擦力不变，选项B错误；
C. 若手握啤酒瓶的力增大，瓶子仍能平衡，选项C错误；
D. 若向空啤酒瓶注水，瓶子仍静止，因静摩擦力等于重力，重力变大，则即使手握瓶子的力大小不变，瓶子所受的摩擦力也将增大，选项D正确．
2．B
【解析】
【详解】
A．重力在物体上的作用点，叫做物体的重心，重心只是重力在作用效果上的作用点，并不是只有重心才受到重力的作用，故A错误；
B．结合F=ma可知，使质量为1kg的物体产生1m/s2的加速度的力大小为1N，故B正确；
C．千克（kg）、秒（s）属于国际单位制中的基本单位，牛顿（N）是导出单位，故C错误；
D．摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，但摩擦力与物体的运动方向相同时，并不阻碍物体的运动，而是有助于物体的运动，故D错误；
故选B。
3．B
【解析】
【详解】
物体相对于地面向右运动，则滑动摩擦力的方向水平向左，大小
f=μFN=0.1×200N=20N．
A．大小是10N，方向向左，与结论不相符，选项A错误；
B．大小是20N，方向向左，与结论相符，选项B正确；
C．大小是20N，方向向右，与结论不相符，选项C错误；
D．大小是10N，方向向右，与结论不相符，选项D错误；
4．C
【解析】
【详解】
A．重力的施力物体是地球，A错误；
B．弹力的产生条件是相互接触和发生弹性形变，放在水平桌面上的两小球，靠在一起但并不互相挤压，两球之间没有发生弹性形变，故两球之间不存在弹力，B错误；
C．摩擦力的产生条件是两物体之间有相互作用的弹力，接触面粗糙以及存在相对运动或相对运动趋势，因此两物体间如果有相互作用的弹力，但不一定存在摩擦力，C正确；
D．动摩擦因数时反映接触面粗糙程度的物理量，与摩擦力、支持力无关，D错误；
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反，与运动方向有时相同，例如把一个物块轻轻的放在匀速运动的水平传送带上，物块所受滑动摩擦力的方向与运动方向相同，故A错误；
B．静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反，总是阻碍物体的相对运动趋势，故B正确；
C．静摩擦力的大小一般根据物体所处的状态和受力情况进行计算，不可以用公式直接计算，故C错误；
D．静摩擦力大小与正压力大小无关，压力变化时，静摩擦力不一定发生变化，故D错误；
故选B。
6．C
【解析】
【详解】
A．重力是由于地球对物体的吸引而产生的，方向竖直向下，A错误；
B．弹力是由施力物体发生弹性形变而产生的，B错误；
C．由摩擦力的定义可知，摩擦力总是与该接触面上的压力垂直，C正确；
D．滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动方向相反，可以与物体的运动方向相同，是动力，D错误。
故选C。
7．D
【解析】
【详解】
AB．系统能静止在水平面上，可知A与C受到的电场力一定方向相反，所以A与C带异种电荷；电场的方向向右，根据平衡条件可知，A带正电，C带负电，对B受力分析可知，设杆上的支持力为，则
解得
对C分析可得杆上作用力的水平分力等于电场力，即
解得
故AB错误；
C．A与C先先向两侧做加速运动，但在B落地前的一段时间，A、C做减速运动，轻杆对球有向上作用力，故球A对地面的压力可能小于mg，故C错误；
D．根据运动的合成与分解可知当B落地时，A、C速度为零，对整个系统分析，忽略电荷间的作用力有
解得
故D正确。
故选D。
8．C
【解析】
【详解】
物块首先受到滑动摩擦力，大小
方向水平向左，做匀减速直线运动，当速度减为0，由于物体受到的拉力大小为1N，小于物体的最大静摩擦力的大小2N，所以物体不会再运动，此时物体受到的摩擦力为静摩擦力，大小等于拉力大小为1N，方向向右。
故选C。
9．C
【解析】
【详解】
用遥控器启动小车向前运动，后轮是主动轮顺时针转动，所以左侧平板小车对后轮的摩擦力向右，后轮对左侧平板小车的摩擦力向左；前轮是从动轮，所以右侧平板小车对前轮的摩擦力向左，前轮对右侧平板小车的摩擦力向右．因此左侧小车向左运动，右侧小车向右运动．故C项正确，ABD三项错误．
10．C
【解析】
【详解】
A．“电动平衡车”对人的作用力和人对“电动平衡车”的作用力是相互作用力，大小相等，A错误；
B．人匀速运动，则“电动平衡车”对人无摩擦力，B错误；
C．人在竖直方向受力平衡，水平方向不受力，则“电动平衡车”对人的作用力竖直向上，C正确；
D．在行驶过程中突然向右转弯时，人会因为惯性向左倾斜，D错误。
故选C。
11．D
【解析】
【分析】
【详解】
A. 依题意，物体只有在A、B之间才能处于静止状态，则物体在A、B两位置时，所受静摩擦力达到最大，当物体在AO之间运动时，若物体向左运动，受到的摩擦力方向向右，故A错误．
B. 物体在O点静止时，弹簧恰为自然长度，此时静摩擦力为零；当物体静止在AB之间时，所受的静摩擦力与弹簧的弹力平衡，离O越近，弹簧的压缩量越小，根据胡克定律知，弹力越小，则物体受到的摩擦力越小，故B错误；
C. 物体静止在OB之间时，弹簧处于伸长状态，拉力方向向左，则物体受到的摩擦力方向一定向右，故C错误；
D.物体从A位置快速拉到B位置的过程中，受到的是滑动摩擦力，由于物体对地面的压力不变，动摩擦因数不变，由公式知，在此过程中，物体受到地面的摩擦力大小保持不变，方向向左，也不变，则在此过程中物体受到的地面摩擦力保持不变，故D正确。
故选D。
12．D
【解析】
【详解】
A.参考系是用来确定物体的位置和描述它的机械运动而选作标准的另一个物体；参考系的选择是任意的，但应以观察方便和使运动的描述尽可能简单为原则，研究地面上物体的运动常选择地面为参考系；故A错误；
B.研究跳水运动员做转体动作时，要考虑姿态，运动员不能简化为质点，故B错误；
C.只有物体单独静止放在水平支持面上时，物体对水平支持面的压力才能等于物体的重力，故C错误；
D.劲度系数是弹簧的固有属性，决定于弹簧的材料、长度、弹簧丝的粗细，不因弹簧的受力、形变量等因素而改变，故D正确。
13．A
【解析】
【详解】
A．运动着的两个物体也可以存在相对运动的趋势，比如站在启动加速的汽车上的人受到静摩擦力，选项A正确；
B．根据摩擦力产生的条件，两个相互接触的粗糙物体间发生相对滑动时，不一定有滑动摩擦力，还要看它们是否挤压、存在弹性形变，选项B错误；
C．静摩擦力的大小与正压力无关，所以两个相对静止的物体间的正压力增大，摩擦力不一定增大，选项C错误；
D．摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，跟运动方向可能相同，也可能相反。当摩擦力方向与运动方向相同时，该力为动力，当摩擦力方向与运动方向相反时，该力为阻力，选项D错误。
故选A。
14．D
【解析】
【详解】
A．重力的方向总是竖直向下，但并不是一定指向地心，故A正确；
B．按力的性质可分为重力、弹力、摩擦力，故B正确；
C．弹力的方向总与施力物体弹性形变方向相反，故C正确；
D．轻绳上产生的弹力方向总是沿绳子的方向，但轻杆上产生的弹力方向不一定沿杆方向，故D错误。
故选D。
15．B
【解析】
【详解】
A受重力，弹簧的弹力及地面的支持力而处于平衡状态；若弹力向上，则支持力
F=GA-F1=8N-4N=4N
若弹力向下，而支持力
F′=8N+4N=12N
对整体分析，整体受重力、拉力及地面的支持力，若支持力为4N，则拉力
F2=GA+GB-F=10N
若支持力为12N，则拉力
F2′=GA+GB-F′=2N
故有两种可能：4N和10N；12N和2N，故B正确，ACD错误。
故选B。
16．C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．木块受到静摩擦力0.6N时不动，0.7N时加速直线运动，而0.5N时，木块做匀速直线运动，此时拉力等于滑动摩擦力的大小，则最大静摩擦力可能为0.6N，一定小于0.7N，故AB错误；
CD．在五次实验中，在3、4、5三次实验中，木块受到的摩擦力是滑动摩擦力，由于实验过程中物体间的动摩擦因数与物体间的压力不变，则木块受到的滑动摩擦力不变，这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的，为滑动摩擦力，大小为0.5N，故C正确，D错误。
故选C。
17．BD
【解析】
【详解】
AB．木块相对桌面静止，弹簧测力计示数与木板的运动状态无关，当木板也相对桌面静止，弹簧弹力可能为0，也可能不为0，当木板相对桌面运动时，弹簧弹力等于木块与木板间的滑动摩擦力，所以A错误；B正确；
CD．当木板相对桌面运动时，弹簧弹力等于木块与木板间的滑动摩擦力，所以弹簧测力计示数与木板和木块间的动摩擦因数有关，与木板和桌面间的动摩擦因数无关，则C错误；D正确；
故选BD。
18．AD
【解析】
【详解】
AB．根据弹簧测力计的读数规则读数，F=2.6N，当弹簧秤读数稳定时，物体P处于平衡状态，拉力F等于滑动摩擦力大小，故有：F=f=2.6N，此时得到的是滑动摩擦力，无法求出静摩擦力的大小，故A错误，符合题意；B正确，不符合题意；
C．滑动摩擦力f=FNμ，FN=mg=13N，解得：μ=0.2，由表格可知物块P的材料为木头，故C正确，不符合题意；
D．匀速或加速拉金属板，物块始终处于受力平衡状态，可以求出滑动摩擦力大小，故D错误，符合题意．
19． 毫米刻度尺 25.00 42.0
【解析】
【详解】
(1)[1]还缺少的仪器是毫米刻度尺；
(2)[2]此时弹簧的长度是25.00cm；
(3)[3]图像如图所示
[4]弹簧劲度系数是
20． 正比 25 共点力的平衡条件
【解析】
【详解】
(1)[1]观察图像，是一条通过原点的直线，可以得出结论：在弹性限度内，弹簧弹力F与弹簧伸长的长度x成正比；
[2]弹簧的劲度系数为
(2)[3]数据处理时认为弹簧弹力大小等于钩码的重力大小，这样做的依据是共点力的平衡条件。
21． 10 10
【解析】
【详解】
（1）[1]当没有悬挂钩码时弹簧的长度为原长，由图可得，弹簧的原长为10cm。
（2）[2]图线的斜率表示弹簧的劲度系数，可得
22． 5 18.75 7.7
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由胡克定律可得
则当时；
图线的斜率表示弹簧的劲度系数，则有
[3]由胡克定律可得
解得：
23．17cm
【解析】
【详解】
设弹簧的原长为L，劲度系数为k，由胡可定律得
联立解得
L=17cm
24．(1)2kg；(2)0.2
【解析】
【详解】
(1)物体匀速前进时，摩擦力为滑动摩擦力
物体的重力
所以，物体的质量
(2)动摩擦因数
答案第1页，共2页
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