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高中物理 人教版(2019)必修一 3.2 摩擦力 同步测试卷
一、单选题
1.(2020高一下·沧县期末)如图所示,重为100N的物体在水平面上向右运动,物体与水平面的动摩擦系数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的力F=10N,那么物体受到的合力为( )
A.30N,水平向左 B.30N,水平向右
C.10N,水平向左 D.10N,水平向右
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】在水平地面上向右运动,竖直方向受重力、支持力,水平方向受水平向右的推力、水平向左的摩擦力。水平向右的推力F=10N,摩擦力f=μN=20N,所以合力大小为F合=(20-10)N=10N
方向水平向左;
故答案为:C。
【分析】物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
2.(2020高一下·沧县期末)如果担心手中的瓶子会掉下去,人们总是努力把它握得更紧一些,这样做的目的是:( )
A.减小瓶子的重力
B.增大手对瓶子的摩擦力
C.增大瓶子与手间的滑动摩擦力
D.增大瓶子与手间的最大静摩擦力
【答案】D
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】瓶子在竖直方向受重力和静摩擦力,两者相等,重力不变,所以手对瓶子的静摩擦力不变;为了防止瓶子掉下去,即努力把它握得更紧一些,即通过增大压力来增大最大摩擦力,防止重力大于最大静摩擦力而掉下去,A、B、C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】物体相对于接触面没有发生相对运动,但是具有相对运动趋势,此时物体受到来自地面的静摩擦,与物体的运动趋势相反,静摩擦力的大小不能用公式求解,只能根据物体的运动状态进行受力分析求解。
3.(2020高二下·宁波月考)如图所示,一只猫在桌边猛地向右将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.则在上述过程中( )
A.鱼缸对桌布的摩擦力方向向右
B.鱼缸对桌面的摩擦力方向向左
C.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面
D.若猫增大拉力,鱼缸有可能滑出桌面
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A.桌布向右拉出时,鱼缸相对于桌布有向左的运动,故鱼缸受到的摩擦力向右,鱼缸对桌布的摩擦力方向向左,A不符合题意;
B.鱼缸和桌面接触时,鱼缸对桌面的摩擦力方向向右,B不符合题意;
CD.猫减小拉力时,桌布在桌面上运动的加速度减小,则运动时间变长;因此鱼缸加速时间变长,桌布抽出时的位移以及速度均变大,则有可能滑出桌面;C符合题意,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】利用鱼缸的移动可以判别鱼缸对桌面和桌布的摩擦力方向;利用牛顿第二定律可以判别鱼缸的加速时间变长所以可能滑出桌面。
4.(2020高二下·顺义期中)如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力,已知木块的质量为m,细绳与木板之间装有拉力传感器,木板质量为M(传感器的质量可忽略不计),通过手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时,弹簧测力计的示数为f,传感器的示数为F,且在该过程中木块保持静止状态,由此可知( )
A.木板与桌面间的滑动摩擦力大小等于F
B.木块与木板间的滑动摩擦力大小等于F—f
C.该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数
D.该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】B.木块在水平上受水平方向右的摩擦力和弹簧秤的拉力作用,由于木块静止,所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f,所以木块与木板间的滑动摩擦力大小f,B不符合题意;
A.手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时,对于木板受到向右的拉力F,木块给木板的向左的摩擦力,大小等于f,桌面给木板向左的摩擦力,根据匀速,木板与桌面间的滑动摩擦力大小为 ,A不符合题意;
C.根据滑动摩擦力公式 ,由于木块与木板间的滑动摩擦力大小等于f,则木板与木块之间的动摩擦因数 ,C符合题意;
D.同理,由于木板与桌面间的滑动摩擦力大小为 ,则木板与桌面之间的动摩擦因数 ,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体做匀速运动,拉力等于物体受到的摩擦力,利用滑动摩擦力压力即为动摩擦因数。
5.(2019高一上·运城月考)把一个重为G的物体,用一个水平力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,如下图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】由于物体所受的水平推力为 ,由二力平衡得,墙与物体间的压力 。当F比较小时,物体受的摩擦力Ff小于物体的重力G,物体将沿墙壁下滑,此时物体间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
当摩擦力F等于重力G时,物体不能立即停止运动,物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力,随着摩擦力的增大,摩擦力将大于重力,物体做减速运动直至静止,摩擦力将变为静摩擦力,静摩擦力与正压力无关,跟重力始终平衡,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用压力的变化可以判别动摩擦的变化;利用平衡条件可以判别最后静摩擦力的大小。
6.(2019高一上·山西月考)如图所示,质量为m的物体放在水平桌面上,在与水平方向成θ角的拉力F作用下加速运动.已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ,下列判断正确的是( )
A.物体受到的摩擦力大小为Fcosθ
B.物体受到的摩擦力大小为μmg
C.物体对地面的压力大小为mg
D.物体受到地面的支持力大小为mg-Fsinθ
【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】对物体受力分析,如图所示:
A、B、物体做加速运动,物体受到的滑动摩擦力为f=μN=μ(mg-Fsinθ),A、B不符合题意;
C、D、支持力由竖直方向的平衡有: ,可得 ,而物体对地面的压力与地面对物体的支持力是作用力与反作用力,则压力为 ,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D.
【分析】在与水平方向成θ的拉力F作用下加速运动,对此受力分析运用力的合成,分别列出竖直方向平衡方程;水平方向由牛顿第二定律列出方程.
7.(2019高一上·揭阳月考)水平桌面上一重200N的物体,与桌面间的滑动摩擦系数为0.2,当依次用15N,30N,80N的水平拉力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为:(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.15N,30N,40N B.0N,15N,15N
C.0N,20N,40N D.15N,40N,40N
【答案】A
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】物体与水平面之间的滑动摩擦力大小为:
用 和 的水平拉力拉物体时,物体受到来自地面的静摩擦力,大小分别为 和 ;用 的水平拉力拉物体时,物体受到来自地面的滑动摩擦力,大小为 ;A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:BCD.
【分析】物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
8.(2019高一上·莆田月考)如图所示,把两本书一页一页地交叉对插,然后各抓住一本书的书脊用力对拉,平时随手很容易移动的两本书竟会变得像强力胶粘在一起似的,难舍难分,关于其中的原因下列说法正确的是( )
A.增大了摩擦的接触面积 B.增大了摩擦因数
C.增加了摩擦力的个数 D.以上说法都不对
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】两本书交叉对插时,由于多层书页相接触,故增加了摩擦力的个数;要想拉动应增加外力的作用;并没有增加接触面积及动摩擦因数,C符合题意;ABD不符合题意.
故答案为:C
【分析】书很难拉开是由于多层纸张的叠加导致了摩擦力的个数增多。
9.(2019高一上·集宁月考)如图所示,质量m=1 kg的滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,滑块还受到大小为5 N、方向水平向右的力F的作用,则滑块在向左运动的过程中所受的摩擦力(取重力加速度g=10 m/s2)( )
A.大小为5 N,方向水平向右 B.大小为5 N,方向水平向左
C.大小为1 N,方向水平向右 D.大小为1 N,方向水平向左
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】物体虽受到水平向右的拉力,但向左运动,则受到向右的滑动摩擦力,大小为
C符合题意。
故答案为:C
【分析】利用动摩擦力的表达式可以求出摩擦力的大小,利用相对运动的方向可以判别摩擦力的方向。
10.(2019高三上·唐山月考)如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动.下列 判断正确的是( )
A.若v1B.若v1C.若v1>v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力
D.若v1>v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
【答案】B
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】AB.若v1<v2,则A相对B向右运动,B对A施加向左的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力,A不符合题意,B符合题意。
CD.若v1>v2,则A相对B向左运动,B对A施加向右的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力,CD不符合题意;
故答案为:B
【分析】利用相对运动的趋势可以判别货物A和汽车受到的摩擦力方向。
二、多选题
11.(2020高一下·宜宾月考)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.接触面粗糙且有相对运动或相对运动趋势的物体之间一定有摩擦力
B.静止的物体可受到滑动摩擦力,运动的物体也可受到静摩擦力
C.相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大
D.两物体间的摩擦力方向一定与它们间的弹力方向垂直
【答案】B,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】A.摩擦力产生的条件:接触面粗糙;相互接触挤压;有相对运动或相对运动趋势。有相对运动趋势并且接触面间粗糙物体间不一定有摩擦力,A不符合题意;
B. 当一个物体与另一个物体之间没有相对滑动时,产生的摩擦力叫静摩擦力,受到静摩擦力的物体可能是运动的,如用手竖直握着酒瓶行走;当一个物体在另一个物体表面滑动时,产生的摩擦力叫滑动摩擦力;受滑动摩擦力的物体不一定是运动的,如用黑板擦擦黑板时,黑板擦相对黑板滑动时,黑板没有动,但是黑板受到滑动摩擦力作用,B符合题意;
C.相互接触的粗糙物体间的压力增大,若是滑动摩擦力,则力一定增大;若是静摩擦力,则不受影响,C不符合题意;
D.有摩擦力产生则接触面上必会有弹力,弹力垂直于接触面,摩擦力平行于接触面,所以弹力垂直于摩擦力方向,D符合题意。
故答案为:BD
【分析】摩擦力的产生还需要与接触面有弹力的作用;正压力的大小只是影响滑动摩擦力的大小,不会影响静摩擦力的大小。
12.(2020·丽江模拟)如图所示,下雨天,足球运动员在球场上奔跑时容易滑倒,设他的支撑脚对地面的作用力为F,方向与竖直方向的夹角为θ,鞋底与球场间的动摩擦因数为μ,下面对该过程的分析正确的是( )
A.下雨天,动摩擦因数μ变小,最大静摩擦力增大
B.奔跑步幅越大,越容易滑倒
C.当μ<tanθ时,容易滑倒
D.当μ>tanθ时,容易滑倒
【答案】B,C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】解:A、下雨天,地面变光滑,动摩擦因数μ变小,最大静摩擦力减小,A不符合题意。
B、将力F分解,脚对地面的压力为Fcosθ,奔跑幅度越大,夹角θ越大,则压力越小,最大静摩擦力越小,人越容易滑倒,B符合题意。
CD、当Fsinθ>μFcosθ时,人容易滑倒,此时μ<tanθ,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】下雨天动摩擦因数变小所以最大静摩擦变小;奔跑幅度越大压力越小所以摩擦力越小;当水平方向向前的作用力大于摩擦力时就会滑倒。
13.(2020高一下·石家庄期末)如图所示,斜面体固定在水平地面上,一物块静止在斜面上,物块上端连接一轻弹簧,现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端,则弹簧的弹力F′、物块受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是( )(时间足够长,斜面足够长,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
A. B.
C. D.
【答案】A,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】AB.弹簧的弹力始终等于拉力F,即F′=kt,A符合题意,B不符合题意;
CD.物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mgsin α,方向向上,在拉力F增大的过程中,静摩擦力的大小变化满足F+Ff=mgsin α
随着F的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,摩擦力变为滑动摩擦力,大小就保持恒定,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】对物体进行受力分析,在重力、弹力、支持力和摩擦力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,结合拉力方向的变化分析其他力的变化。
14.(2019高一上·集宁月考)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.运动着的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用
B.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用
C.握住手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来是因为握得越紧静摩擦力越大
D.无论滑动摩擦力还是静摩擦力,都可以具有动力作用
【答案】B,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】人走路时,受到的是静摩擦力,但是人是运动,A不符合题意;产生摩擦力的条件是两者之间有弹力,并且存在相对运动或相对运动趋势,故有摩擦力一定由弹力,B符合题意;握在手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来,是因为握得越紧,最大静摩擦力越大,瓶子的静摩擦力在竖直方向上与重力是一对平衡力,所以大小不变,C不符合题意;在人走路时,静摩擦力是动力,在传送带上运动时,滑动摩擦力是动力,D符合题意.
故答案为:BD
【分析】人就是利用静摩擦力走路;瓶子静止时是受到静摩擦力的作用与手的压力大小无关。
15.(2019高一上·莆田月考)如图所示,甲、乙、丙三个质量相同的物体分别在不同外力的作用下沿水平地面做匀速直线运动,如图地面与物体间的动摩擦因数均相同,下列判断正确的是( )
A.三个物体所受的摩擦力大小相同
B.甲物体所受的摩擦力最小,受地面的弹力最小
C.乙物体所受的摩擦力最大,受地面的弹力最小
D.丙物体所受的摩擦力最大,受地面的弹力最大
【答案】B,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】设三个物体的重力均为G.如图,
将甲、丙两个物体所受的拉力分解为水平和竖直两个方向.则三个物体对地面的压力大小分别为:N甲=G-F1;N乙=G;N丙=G+F2;可见,甲对地面的弹力最小,丙对地面的弹力最大.由摩擦力公式f=μN,μ相同,所以甲物体所受的摩擦力最小,丙物体所受的摩擦力最大.
故答案为:BD.
【分析】对于滑动摩擦力,关键抓住其方向与物体相对运动方向相反,大小与物体间弹力成正比.
16.(2019高一上·桂林期中)下列关于弹力与摩擦力说法中正确的是
A.静止在桌面上的书本受到的弹力是由书本发生弹性形变产生的
B.两物体间有弹力但不一定有摩擦力,而有摩擦力则一定有弹力
C.物体所受的滑动摩擦力或静摩擦只能充当阻力,不能充当动力
D.物体所受的滑动摩擦力方向可以与物体运动的方向相同也可以相反
【答案】B,D
【知识点】形变与弹力;滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】A.静止在桌面上的书本受到的弹力是桌面产生的弹性形变产生的,A不符合题意;
B.弹力的产生条件是接触、形变,摩擦力的产生条件是接触、形变、粗糙、相对运动或相对运动趋势,故有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,B符合题意;
C.滑动摩擦力或静摩擦力是与相对运动或相对运动趋势有关的,可以充当动力,C不符合题意;
D.动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,可以与物体运动的方向相同或相反,D符合题意。
故答案为:BD
【分析】书本受到的弹力是由于桌面形变产生的;摩擦力在传送带时经常充当动力。
三、填空题
17.(2018高一上·海南期末)重为100N的货箱放在水平地面上,以25N的水平推力推货箱时,货箱没有动,此时货箱受到的摩擦力大小为 ;当水平推力增至35N时,货箱刚好被推动,货箱被推动后,只需32N的水平推力作用即可保持货箱做匀速运动,则货箱与地面之间的动摩擦因数μ= 。
【答案】25N;0.32
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】货箱不动时,处于平衡状态,推力等于静摩擦力,所以静摩擦力大小为25N;匀速直线运动时仍是平衡状态,水平方向滑动摩擦力等于推力等于35N,竖直方向,支持力大小等于重力等于100N,所以有 ,即 计算得
【分析】物体水平方向受到推力和摩擦力,物体处于静止状态,合力为零,故摩擦力为25N;
物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
18.(2019高一下·鞍山期中)为测量木块与斜面之间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下滑,如图所示,他使用的实验器材仅限于(1)倾角固定的斜面(倾角 已知),(2)木块,(3)秒表,(4)米尺。实验中应记录的数据是 。计算动摩擦因数的公式是 = 。为了减少测量的误差,可采用的办法是
【答案】斜边长S和下滑时间t;;多次测量取平均值
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】实验中需要测出:斜面的长度S, ,木块下滑的时间t;
木块做初速度为零的匀加速运动,则 ,木块的加速度 ;
对木块,由牛顿第二定律得:
解得: ,
为了减少测量的误差,可采用的办法是多次测量取平均值
【分析】木块沿斜面下滑,用刻度尺测出斜面的长度,即木块的位移,用秒表测出木块的运动时间,由匀变速运动的位移公式可以求出木块的加速度;最后对木块进行受力分析,由牛顿第二定律列方程,然后求出动摩擦因数.
19.有人用30 N的力恰好可握住一重力为6 N啤酒瓶,此时的静摩擦力大小为 ;当握力增大为50 N时,手与啤酒瓶之间的静摩擦力大小为 。
【答案】6N;6N
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】啤酒瓶处于平衡状态,则瓶受到的摩擦力大小等于瓶的重力大小,即f=G=6 N;若此时将手的握力增加到50 N,瓶仍然静止不动,因此瓶受到的摩擦力大小仍然等于瓶的重力大小,而瓶的重力不变,故手与瓶之间摩擦力的大小将不变,仍为6 N。
【分析】只要瓶子静止悬于空中,就处于平衡状态,在竖直方向,瓶子所受的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,与握力的大小无关。
20.(2017·昌平模拟)如图所示,重500N的木箱放在水平地面上,用50N的水平推力推木箱,木箱静止不动,此时木箱受到地面的静摩擦力 (选填“大于”或“等于”)50N.若木箱与地面间的动摩擦因数为0.4.要想保持木箱在水平地面上做匀速直线运动,应对木箱施加 N的水平推力.
【答案】等于;200
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】解:当用50N的水平力推木箱时,木箱不动,此时受的摩擦力是静摩擦力,大小与水平力推力相等,也是50N;
物体要匀速运动,此时受的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小为:F=μFN=0.4×500N=200N;
故答案为:等于,200
【分析】物体静止时受到的摩擦力为静摩擦力,静摩擦力的最大值就是最大静摩擦力,静摩擦力根据二力平衡来计算;
当物体发生相对滑动时受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力用F=μFN来计算.
21.相互叠加的三个木块静止在水平地面上,其中木块B所受水平拉力F1=2N,木块C所受水平拉力F2=3N,则A受到B的摩擦力 N;C受到B的摩
擦力 N,方向 ;C受到地面的摩擦力 N,方向 。
【答案】0;2;水平向左;1;水平向右
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】因为A水平方向不受外力,根据平衡条件,如果A受摩擦力,A不会静止,因此A不受摩擦力,因为B也静止,所以B受摩擦力,且与F1等大方向,因此f2=2N,根据作用力与反作用力,C给B一个向左的摩擦力,那么B也反过来给C一个向右的摩擦力,这个摩擦力与f2等大反向,又因为C受的F2只有3N,所以地面会给C一个摩擦力,使C静止。所以f3=1N.
【分析】本题考查了物体的受力分析
四、计算题
22.(2017高一下·齐河期末)如图所示一根劲度系数k=200N/m的轻质弹簧拉着质量为m=0.2kg的物体从静止开始沿倾角为θ=37°的斜面匀加速上升,此时弹簧伸长量x=0.9cm,在t=1.0s内物体前进了s=0.5m.求:
(1)物体加速度的大小;
(2)物体和斜面间动摩擦因数.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】(1)物体沿斜面做初速度为0的匀加速运动,根据运动学公式: …①
得 …②
答:物体加速度的大小为1m/s2;
(2)物体运动过程中受力情况如图所示,根据牛顿第二定律:
F﹣Ff﹣mgsin37°=ma …③
又根据胡克定律:F=kx…④
F=200×0.9×10﹣2 N=1.8N…⑤
代入解得:
Ff=F﹣mgsin37°﹣ma=(1.8﹣0.2×10×0.6﹣0.2×1.0)N=0.4N …⑥
FN=mgcos37°=0.2×10×0.8 N=1.6N
根据滑动摩擦力公式Ff=μFN得:
答:物体和斜面间动摩擦因数为0.25.
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用;滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】(1)物体沿斜面做匀加速运动,已知初速度为零,t=1.0s内物体前进了s=0.5m,由位移公式即可求解加速度.(2)分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律和胡克定律结合能物体受到的支持力和滑动摩擦力,再求解物体和斜面间动摩擦因数.
23.(2019高一上·莆田月考)有一个质量为m=10kg的物体静止在水平地面上,在水平拉力F1=40N的作用下,沿着水平地面做匀速直线运动。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g=10N/kg),则:
(1)物体与地面之间的动摩擦因数为多少?
(2)若物体静止时改用水平拉力 F2=30N 作用于该物体上,则物体受到的摩擦力大小为多少?
(3)若改用水平拉力 F3=60N 作用于该物体上,则物体受到的摩擦力大小为多少?
【答案】(1)解:物体作匀速运动,故
(2)解:改用30N的拉力后,该力小于最大静摩擦力,故物体受到的摩擦力为
(3)解:改用60N拉力后,物体受到滑动摩擦力,由于支持力没变,故
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】(1)物体在地面上做匀速直线运动,利用拉力等于摩擦力,结合摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小;
(2)利用拉力大于最大静摩擦力,结合动摩擦力的大小可以求出摩擦力的大小;
(3)利用拉力的大小可以判别物体的运动,进而求出摩擦力的大小。
24.(2019高一上·杭州期中)质量为100N,长为L=2m的均匀木棒放在水平桌面上,如图甲所示,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木棒从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木棒继续做匀速运动。求:
(1)木棒与桌面间的最大静摩擦力大小
(2)木棒与桌面间的动摩擦因数
(3)若把木棒放到倾斜角为37°的固定斜面上,木棒恰好匀速下滑,如图乙,求斜面和木棒间的动摩擦因数 。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
【答案】(1)解:木棒从原地开始运动必须克服最大静摩擦力,则有:
(2)解:推力 与滑动摩擦力相等时,木棒做匀速运动,则有:
解得:
(3)解:若把木棒放到倾斜角为 的固定斜面上,木棒恰好匀速度下滑,受力如图
木棒处于平衡状态,根据平衡条件可得:
代入数据得:
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】(1)利用平衡条件可以求出最大静摩擦力的大小;
(2)利用平衡方程可以求出动摩擦因数的大小;
(3)利用平衡方程可以求出动摩擦因数的大小。
五、实验探究题
25.(2020·榆林模拟)为了测量木块与木板间动摩擦因数μ,某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置,让木块从倾斜木板上A点由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机,描绘出滑块与传感器的距离s随时间t变化规律,取g=10m/s2,sin37°=0.6,如图所示。
(1)根据上述图线,计算可得木块在0.4s时的速度大小为v= m/s
(2)根据上述图线,计算可得木块的加速度大小a= m/s2;
(3)现测得斜面倾角为37°,则μ= 。
【答案】(1)0.4
(2)1
(3)0.625
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】解:(1)木块在0.4s时的速度等于0.2s~0.6s的平均速度,由平均速度公式 = ,得v= m/s=0.4m/s。(2)木块做初速度为零的匀加速直线运动,木块的加速度大小:a= = m/s2=1m/s2。(3)对木块,根据牛顿第二定律:mgsin37°﹣μmgcos37°=ma,μ= = =0.625。
故答案为:(1)0.4;(2)1;(3)0.625。
【分析】(1)0.4秒的速度等于物体在0.2-0.6秒段中运动的平均速度,即利用0.2-0.6秒的长度除以对应的时间即可;
(2)结合不同时刻图像上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度即可;
(3)结合物体的加速度,利用牛顿第二定律求解动摩擦因数即可。
26.(2020·长春模拟)某学习小组利用打点计时器来测量滑块与木板间的动摩擦因数,让滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行,纸带连在滑块上,打出的纸带如图所示,图中的A、B、C、D、E为每隔四个点选取的计数点,打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,测得相邻计数点间距离标在图中,重力加速度g取10m/s2。
(1)滑块与纸带的 端相连;(填“左”或“右”)
(2)滑块与木板间的动摩擦因数为 。(结果保留三位有效数字)
(3)各步操作均正确的情况下,考虑到纸带与打点计时器限位孔之间也存在摩擦,会导致此实验中动摩擦因数的测量值与真实值相比会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
【答案】(1)右
(2)0.237
(3)偏大
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】解:(1)由于滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行,纸带上的点迹间距逐渐变小,所以滑块与纸带的右端相连。(2)利用纸带数据,根据逐差法求解加速度,a= = =2.37m/s2。
根据牛顿第二定律可知,a=μg
解得:μ=0.237。(3)由于纸带与限位孔间的摩擦力,会使滑块运动中受到的摩擦力比滑块与木板间的摩擦力大,导致动摩擦因数的测量值比真实值偏大。
故答案为:(1)右;(2)0.237;(3)偏大。
【分析】(1)纸带上的点越密集,说明物体运动的越慢,纸带上的点越稀疏,物体运动的越快;
(2)结合纸带上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度,利用牛顿第二定律求解动摩擦因数;
(3)考虑线位孔与纸带的摩擦力,会一起计算到物体与地面的摩擦力,使得动摩擦因数偏大。
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高中物理 人教版(2019)必修一 3.2 摩擦力 同步测试卷
一、单选题
1.(2020高一下·沧县期末)如图所示,重为100N的物体在水平面上向右运动,物体与水平面的动摩擦系数为0.2,与此同时物体受到一个水平向右的力F=10N,那么物体受到的合力为( )
A.30N,水平向左 B.30N,水平向右
C.10N,水平向左 D.10N,水平向右
2.(2020高一下·沧县期末)如果担心手中的瓶子会掉下去,人们总是努力把它握得更紧一些,这样做的目的是:( )
A.减小瓶子的重力
B.增大手对瓶子的摩擦力
C.增大瓶子与手间的滑动摩擦力
D.增大瓶子与手间的最大静摩擦力
3.(2020高二下·宁波月考)如图所示,一只猫在桌边猛地向右将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸最终没有滑出桌面.则在上述过程中( )
A.鱼缸对桌布的摩擦力方向向右
B.鱼缸对桌面的摩擦力方向向左
C.若猫减小拉力,鱼缸有可能滑出桌面
D.若猫增大拉力,鱼缸有可能滑出桌面
4.(2020高二下·顺义期中)如图所示的实验可以用来研究物体所受到的滑动摩擦力,已知木块的质量为m,细绳与木板之间装有拉力传感器,木板质量为M(传感器的质量可忽略不计),通过手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时,弹簧测力计的示数为f,传感器的示数为F,且在该过程中木块保持静止状态,由此可知( )
A.木板与桌面间的滑动摩擦力大小等于F
B.木块与木板间的滑动摩擦力大小等于F—f
C.该实验可测出木板与木块之间的动摩擦因数
D.该实验可测出木板与桌面之间的动摩擦因数
5.(2019高一上·运城月考)把一个重为G的物体,用一个水平力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上,如下图所示,从t=0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是( )
A. B.
C. D.
6.(2019高一上·山西月考)如图所示,质量为m的物体放在水平桌面上,在与水平方向成θ角的拉力F作用下加速运动.已知物体与桌面间的动摩擦因数为μ,下列判断正确的是( )
A.物体受到的摩擦力大小为Fcosθ
B.物体受到的摩擦力大小为μmg
C.物体对地面的压力大小为mg
D.物体受到地面的支持力大小为mg-Fsinθ
7.(2019高一上·揭阳月考)水平桌面上一重200N的物体,与桌面间的滑动摩擦系数为0.2,当依次用15N,30N,80N的水平拉力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为:(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.15N,30N,40N B.0N,15N,15N
C.0N,20N,40N D.15N,40N,40N
8.(2019高一上·莆田月考)如图所示,把两本书一页一页地交叉对插,然后各抓住一本书的书脊用力对拉,平时随手很容易移动的两本书竟会变得像强力胶粘在一起似的,难舍难分,关于其中的原因下列说法正确的是( )
A.增大了摩擦的接触面积 B.增大了摩擦因数
C.增加了摩擦力的个数 D.以上说法都不对
9.(2019高一上·集宁月考)如图所示,质量m=1 kg的滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,滑块还受到大小为5 N、方向水平向右的力F的作用,则滑块在向左运动的过程中所受的摩擦力(取重力加速度g=10 m/s2)( )
A.大小为5 N,方向水平向右 B.大小为5 N,方向水平向左
C.大小为1 N,方向水平向右 D.大小为1 N,方向水平向左
10.(2019高三上·唐山月考)如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动.下列 判断正确的是( )
A.若v1B.若v1C.若v1>v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力
D.若v1>v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
二、多选题
11.(2020高一下·宜宾月考)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.接触面粗糙且有相对运动或相对运动趋势的物体之间一定有摩擦力
B.静止的物体可受到滑动摩擦力,运动的物体也可受到静摩擦力
C.相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大
D.两物体间的摩擦力方向一定与它们间的弹力方向垂直
12.(2020·丽江模拟)如图所示,下雨天,足球运动员在球场上奔跑时容易滑倒,设他的支撑脚对地面的作用力为F,方向与竖直方向的夹角为θ,鞋底与球场间的动摩擦因数为μ,下面对该过程的分析正确的是( )
A.下雨天,动摩擦因数μ变小,最大静摩擦力增大
B.奔跑步幅越大,越容易滑倒
C.当μ<tanθ时,容易滑倒
D.当μ>tanθ时,容易滑倒
13.(2020高一下·石家庄期末)如图所示,斜面体固定在水平地面上,一物块静止在斜面上,物块上端连接一轻弹簧,现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端,则弹簧的弹力F′、物块受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是( )(时间足够长,斜面足够长,物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
A. B.
C. D.
14.(2019高一上·集宁月考)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.运动着的物体不可能受静摩擦力作用,只能受滑动摩擦力作用
B.物体受到摩擦力作用时,一定受到弹力作用
C.握住手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来是因为握得越紧静摩擦力越大
D.无论滑动摩擦力还是静摩擦力,都可以具有动力作用
15.(2019高一上·莆田月考)如图所示,甲、乙、丙三个质量相同的物体分别在不同外力的作用下沿水平地面做匀速直线运动,如图地面与物体间的动摩擦因数均相同,下列判断正确的是( )
A.三个物体所受的摩擦力大小相同
B.甲物体所受的摩擦力最小,受地面的弹力最小
C.乙物体所受的摩擦力最大,受地面的弹力最小
D.丙物体所受的摩擦力最大,受地面的弹力最大
16.(2019高一上·桂林期中)下列关于弹力与摩擦力说法中正确的是
A.静止在桌面上的书本受到的弹力是由书本发生弹性形变产生的
B.两物体间有弹力但不一定有摩擦力,而有摩擦力则一定有弹力
C.物体所受的滑动摩擦力或静摩擦只能充当阻力,不能充当动力
D.物体所受的滑动摩擦力方向可以与物体运动的方向相同也可以相反
三、填空题
17.(2018高一上·海南期末)重为100N的货箱放在水平地面上,以25N的水平推力推货箱时,货箱没有动,此时货箱受到的摩擦力大小为 ;当水平推力增至35N时,货箱刚好被推动,货箱被推动后,只需32N的水平推力作用即可保持货箱做匀速运动,则货箱与地面之间的动摩擦因数μ= 。
18.(2019高一下·鞍山期中)为测量木块与斜面之间的动摩擦因数,某同学让木块从斜面上端由静止开始匀加速下滑,如图所示,他使用的实验器材仅限于(1)倾角固定的斜面(倾角 已知),(2)木块,(3)秒表,(4)米尺。实验中应记录的数据是 。计算动摩擦因数的公式是 = 。为了减少测量的误差,可采用的办法是
19.有人用30 N的力恰好可握住一重力为6 N啤酒瓶,此时的静摩擦力大小为 ;当握力增大为50 N时,手与啤酒瓶之间的静摩擦力大小为 。
20.(2017·昌平模拟)如图所示,重500N的木箱放在水平地面上,用50N的水平推力推木箱,木箱静止不动,此时木箱受到地面的静摩擦力 (选填“大于”或“等于”)50N.若木箱与地面间的动摩擦因数为0.4.要想保持木箱在水平地面上做匀速直线运动,应对木箱施加 N的水平推力.
21.相互叠加的三个木块静止在水平地面上,其中木块B所受水平拉力F1=2N,木块C所受水平拉力F2=3N,则A受到B的摩擦力 N;C受到B的摩
擦力 N,方向 ;C受到地面的摩擦力 N,方向 。
四、计算题
22.(2017高一下·齐河期末)如图所示一根劲度系数k=200N/m的轻质弹簧拉着质量为m=0.2kg的物体从静止开始沿倾角为θ=37°的斜面匀加速上升,此时弹簧伸长量x=0.9cm,在t=1.0s内物体前进了s=0.5m.求:
(1)物体加速度的大小;
(2)物体和斜面间动摩擦因数.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
23.(2019高一上·莆田月考)有一个质量为m=10kg的物体静止在水平地面上,在水平拉力F1=40N的作用下,沿着水平地面做匀速直线运动。假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力(g=10N/kg),则:
(1)物体与地面之间的动摩擦因数为多少?
(2)若物体静止时改用水平拉力 F2=30N 作用于该物体上,则物体受到的摩擦力大小为多少?
(3)若改用水平拉力 F3=60N 作用于该物体上,则物体受到的摩擦力大小为多少?
24.(2019高一上·杭州期中)质量为100N,长为L=2m的均匀木棒放在水平桌面上,如图甲所示,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木棒从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木棒继续做匀速运动。求:
(1)木棒与桌面间的最大静摩擦力大小
(2)木棒与桌面间的动摩擦因数
(3)若把木棒放到倾斜角为37°的固定斜面上,木棒恰好匀速下滑,如图乙,求斜面和木棒间的动摩擦因数 。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
五、实验探究题
25.(2020·榆林模拟)为了测量木块与木板间动摩擦因数μ,某实验小组使用位移传感器设计了如图所示的实验装置,让木块从倾斜木板上A点由静止释放,位移传感器可以测出木块到传感器的距离。位移传感器连接计算机,描绘出滑块与传感器的距离s随时间t变化规律,取g=10m/s2,sin37°=0.6,如图所示。
(1)根据上述图线,计算可得木块在0.4s时的速度大小为v= m/s
(2)根据上述图线,计算可得木块的加速度大小a= m/s2;
(3)现测得斜面倾角为37°,则μ= 。
26.(2020·长春模拟)某学习小组利用打点计时器来测量滑块与木板间的动摩擦因数,让滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行,纸带连在滑块上,打出的纸带如图所示,图中的A、B、C、D、E为每隔四个点选取的计数点,打点计时器所用交流电源的频率为50Hz,测得相邻计数点间距离标在图中,重力加速度g取10m/s2。
(1)滑块与纸带的 端相连;(填“左”或“右”)
(2)滑块与木板间的动摩擦因数为 。(结果保留三位有效数字)
(3)各步操作均正确的情况下,考虑到纸带与打点计时器限位孔之间也存在摩擦,会导致此实验中动摩擦因数的测量值与真实值相比会 (填“偏大”、“偏小”或“不变”)
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】在水平地面上向右运动,竖直方向受重力、支持力,水平方向受水平向右的推力、水平向左的摩擦力。水平向右的推力F=10N,摩擦力f=μN=20N,所以合力大小为F合=(20-10)N=10N
方向水平向左;
故答案为:C。
【分析】物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
2.【答案】D
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】瓶子在竖直方向受重力和静摩擦力,两者相等,重力不变,所以手对瓶子的静摩擦力不变;为了防止瓶子掉下去,即努力把它握得更紧一些,即通过增大压力来增大最大摩擦力,防止重力大于最大静摩擦力而掉下去,A、B、C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】物体相对于接触面没有发生相对运动,但是具有相对运动趋势,此时物体受到来自地面的静摩擦,与物体的运动趋势相反,静摩擦力的大小不能用公式求解,只能根据物体的运动状态进行受力分析求解。
3.【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A.桌布向右拉出时,鱼缸相对于桌布有向左的运动,故鱼缸受到的摩擦力向右,鱼缸对桌布的摩擦力方向向左,A不符合题意;
B.鱼缸和桌面接触时,鱼缸对桌面的摩擦力方向向右,B不符合题意;
CD.猫减小拉力时,桌布在桌面上运动的加速度减小,则运动时间变长;因此鱼缸加速时间变长,桌布抽出时的位移以及速度均变大,则有可能滑出桌面;C符合题意,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】利用鱼缸的移动可以判别鱼缸对桌面和桌布的摩擦力方向;利用牛顿第二定律可以判别鱼缸的加速时间变长所以可能滑出桌面。
4.【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】B.木块在水平上受水平方向右的摩擦力和弹簧秤的拉力作用,由于木块静止,所受滑动摩擦力等于弹簧的弹力f,所以木块与木板间的滑动摩擦力大小f,B不符合题意;
A.手拉绳子将木板从木块下匀速抽出时,对于木板受到向右的拉力F,木块给木板的向左的摩擦力,大小等于f,桌面给木板向左的摩擦力,根据匀速,木板与桌面间的滑动摩擦力大小为 ,A不符合题意;
C.根据滑动摩擦力公式 ,由于木块与木板间的滑动摩擦力大小等于f,则木板与木块之间的动摩擦因数 ,C符合题意;
D.同理,由于木板与桌面间的滑动摩擦力大小为 ,则木板与桌面之间的动摩擦因数 ,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】物体做匀速运动,拉力等于物体受到的摩擦力,利用滑动摩擦力压力即为动摩擦因数。
5.【答案】B
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】由于物体所受的水平推力为 ,由二力平衡得,墙与物体间的压力 。当F比较小时,物体受的摩擦力Ff小于物体的重力G,物体将沿墙壁下滑,此时物体间的摩擦力为滑动摩擦力,大小为
当摩擦力F等于重力G时,物体不能立即停止运动,物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力,随着摩擦力的增大,摩擦力将大于重力,物体做减速运动直至静止,摩擦力将变为静摩擦力,静摩擦力与正压力无关,跟重力始终平衡,ACD不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用压力的变化可以判别动摩擦的变化;利用平衡条件可以判别最后静摩擦力的大小。
6.【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】对物体受力分析,如图所示:
A、B、物体做加速运动,物体受到的滑动摩擦力为f=μN=μ(mg-Fsinθ),A、B不符合题意;
C、D、支持力由竖直方向的平衡有: ,可得 ,而物体对地面的压力与地面对物体的支持力是作用力与反作用力,则压力为 ,C不符合题意,D符合题意;
故答案为:D.
【分析】在与水平方向成θ的拉力F作用下加速运动,对此受力分析运用力的合成,分别列出竖直方向平衡方程;水平方向由牛顿第二定律列出方程.
7.【答案】A
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】物体与水平面之间的滑动摩擦力大小为:
用 和 的水平拉力拉物体时,物体受到来自地面的静摩擦力,大小分别为 和 ;用 的水平拉力拉物体时,物体受到来自地面的滑动摩擦力,大小为 ;A符合题意,BCD不符合题意。
故答案为:BCD.
【分析】物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,方向与物体运动方向相反,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
8.【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】两本书交叉对插时,由于多层书页相接触,故增加了摩擦力的个数;要想拉动应增加外力的作用;并没有增加接触面积及动摩擦因数,C符合题意;ABD不符合题意.
故答案为:C
【分析】书很难拉开是由于多层纸张的叠加导致了摩擦力的个数增多。
9.【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】物体虽受到水平向右的拉力,但向左运动,则受到向右的滑动摩擦力,大小为
C符合题意。
故答案为:C
【分析】利用动摩擦力的表达式可以求出摩擦力的大小,利用相对运动的方向可以判别摩擦力的方向。
10.【答案】B
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】AB.若v1<v2,则A相对B向右运动,B对A施加向左的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力,A不符合题意,B符合题意。
CD.若v1>v2,则A相对B向左运动,B对A施加向右的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A所施加的向左的滑动摩擦力,CD不符合题意;
故答案为:B
【分析】利用相对运动的趋势可以判别货物A和汽车受到的摩擦力方向。
11.【答案】B,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】A.摩擦力产生的条件:接触面粗糙;相互接触挤压;有相对运动或相对运动趋势。有相对运动趋势并且接触面间粗糙物体间不一定有摩擦力,A不符合题意;
B. 当一个物体与另一个物体之间没有相对滑动时,产生的摩擦力叫静摩擦力,受到静摩擦力的物体可能是运动的,如用手竖直握着酒瓶行走;当一个物体在另一个物体表面滑动时,产生的摩擦力叫滑动摩擦力;受滑动摩擦力的物体不一定是运动的,如用黑板擦擦黑板时,黑板擦相对黑板滑动时,黑板没有动,但是黑板受到滑动摩擦力作用,B符合题意;
C.相互接触的粗糙物体间的压力增大,若是滑动摩擦力,则力一定增大;若是静摩擦力,则不受影响,C不符合题意;
D.有摩擦力产生则接触面上必会有弹力,弹力垂直于接触面,摩擦力平行于接触面,所以弹力垂直于摩擦力方向,D符合题意。
故答案为:BD
【分析】摩擦力的产生还需要与接触面有弹力的作用;正压力的大小只是影响滑动摩擦力的大小,不会影响静摩擦力的大小。
12.【答案】B,C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】解:A、下雨天,地面变光滑,动摩擦因数μ变小,最大静摩擦力减小,A不符合题意。
B、将力F分解,脚对地面的压力为Fcosθ,奔跑幅度越大,夹角θ越大,则压力越小,最大静摩擦力越小,人越容易滑倒,B符合题意。
CD、当Fsinθ>μFcosθ时,人容易滑倒,此时μ<tanθ,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:BC。
【分析】下雨天动摩擦因数变小所以最大静摩擦变小;奔跑幅度越大压力越小所以摩擦力越小;当水平方向向前的作用力大于摩擦力时就会滑倒。
13.【答案】A,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】AB.弹簧的弹力始终等于拉力F,即F′=kt,A符合题意,B不符合题意;
CD.物块开始受到的是静摩擦力,且大小为mgsin α,方向向上,在拉力F增大的过程中,静摩擦力的大小变化满足F+Ff=mgsin α
随着F的增大,静摩擦力先向上均匀减小到零,再向下均匀增大,当增大到等于最大静摩擦力时,再增大拉力,摩擦力变为滑动摩擦力,大小就保持恒定,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】对物体进行受力分析,在重力、弹力、支持力和摩擦力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,结合拉力方向的变化分析其他力的变化。
14.【答案】B,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】人走路时,受到的是静摩擦力,但是人是运动,A不符合题意;产生摩擦力的条件是两者之间有弹力,并且存在相对运动或相对运动趋势,故有摩擦力一定由弹力,B符合题意;握在手中的瓶子握得越紧越不容易滑落下来,是因为握得越紧,最大静摩擦力越大,瓶子的静摩擦力在竖直方向上与重力是一对平衡力,所以大小不变,C不符合题意;在人走路时,静摩擦力是动力,在传送带上运动时,滑动摩擦力是动力,D符合题意.
故答案为:BD
【分析】人就是利用静摩擦力走路;瓶子静止时是受到静摩擦力的作用与手的压力大小无关。
15.【答案】B,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】设三个物体的重力均为G.如图,
将甲、丙两个物体所受的拉力分解为水平和竖直两个方向.则三个物体对地面的压力大小分别为:N甲=G-F1;N乙=G;N丙=G+F2;可见,甲对地面的弹力最小,丙对地面的弹力最大.由摩擦力公式f=μN,μ相同,所以甲物体所受的摩擦力最小,丙物体所受的摩擦力最大.
故答案为:BD.
【分析】对于滑动摩擦力,关键抓住其方向与物体相对运动方向相反,大小与物体间弹力成正比.
16.【答案】B,D
【知识点】形变与弹力;滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】A.静止在桌面上的书本受到的弹力是桌面产生的弹性形变产生的,A不符合题意;
B.弹力的产生条件是接触、形变,摩擦力的产生条件是接触、形变、粗糙、相对运动或相对运动趋势,故有摩擦力一定有弹力,有弹力不一定有摩擦力,B符合题意;
C.滑动摩擦力或静摩擦力是与相对运动或相对运动趋势有关的,可以充当动力,C不符合题意;
D.动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,可以与物体运动的方向相同或相反,D符合题意。
故答案为:BD
【分析】书本受到的弹力是由于桌面形变产生的;摩擦力在传送带时经常充当动力。
17.【答案】25N;0.32
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】货箱不动时,处于平衡状态,推力等于静摩擦力,所以静摩擦力大小为25N;匀速直线运动时仍是平衡状态,水平方向滑动摩擦力等于推力等于35N,竖直方向,支持力大小等于重力等于100N,所以有 ,即 计算得
【分析】物体水平方向受到推力和摩擦力,物体处于静止状态,合力为零,故摩擦力为25N;
物体与地面发生相对运动,物体受到来自地面的滑动摩擦力,对于滑动摩擦力来说,f=μN,其中μ是动摩擦因数,N是压力。
18.【答案】斜边长S和下滑时间t;;多次测量取平均值
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】实验中需要测出:斜面的长度S, ,木块下滑的时间t;
木块做初速度为零的匀加速运动,则 ,木块的加速度 ;
对木块,由牛顿第二定律得:
解得: ,
为了减少测量的误差,可采用的办法是多次测量取平均值
【分析】木块沿斜面下滑,用刻度尺测出斜面的长度,即木块的位移,用秒表测出木块的运动时间,由匀变速运动的位移公式可以求出木块的加速度;最后对木块进行受力分析,由牛顿第二定律列方程,然后求出动摩擦因数.
19.【答案】6N;6N
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】啤酒瓶处于平衡状态,则瓶受到的摩擦力大小等于瓶的重力大小,即f=G=6 N;若此时将手的握力增加到50 N,瓶仍然静止不动,因此瓶受到的摩擦力大小仍然等于瓶的重力大小,而瓶的重力不变,故手与瓶之间摩擦力的大小将不变,仍为6 N。
【分析】只要瓶子静止悬于空中,就处于平衡状态,在竖直方向,瓶子所受的摩擦力和重力是一对平衡力,大小相等,与握力的大小无关。
20.【答案】等于;200
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】解:当用50N的水平力推木箱时,木箱不动,此时受的摩擦力是静摩擦力,大小与水平力推力相等,也是50N;
物体要匀速运动,此时受的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小为:F=μFN=0.4×500N=200N;
故答案为:等于,200
【分析】物体静止时受到的摩擦力为静摩擦力,静摩擦力的最大值就是最大静摩擦力,静摩擦力根据二力平衡来计算;
当物体发生相对滑动时受到的摩擦力为滑动摩擦力,滑动摩擦力用F=μFN来计算.
21.【答案】0;2;水平向左;1;水平向右
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】因为A水平方向不受外力,根据平衡条件,如果A受摩擦力,A不会静止,因此A不受摩擦力,因为B也静止,所以B受摩擦力,且与F1等大方向,因此f2=2N,根据作用力与反作用力,C给B一个向左的摩擦力,那么B也反过来给C一个向右的摩擦力,这个摩擦力与f2等大反向,又因为C受的F2只有3N,所以地面会给C一个摩擦力,使C静止。所以f3=1N.
【分析】本题考查了物体的受力分析
22.【答案】(1)物体沿斜面做初速度为0的匀加速运动,根据运动学公式: …①
得 …②
答:物体加速度的大小为1m/s2;
(2)物体运动过程中受力情况如图所示,根据牛顿第二定律:
F﹣Ff﹣mgsin37°=ma …③
又根据胡克定律:F=kx…④
F=200×0.9×10﹣2 N=1.8N…⑤
代入解得:
Ff=F﹣mgsin37°﹣ma=(1.8﹣0.2×10×0.6﹣0.2×1.0)N=0.4N …⑥
FN=mgcos37°=0.2×10×0.8 N=1.6N
根据滑动摩擦力公式Ff=μFN得:
答:物体和斜面间动摩擦因数为0.25.
【知识点】匀变速直线运动基本公式应用;滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】(1)物体沿斜面做匀加速运动,已知初速度为零,t=1.0s内物体前进了s=0.5m,由位移公式即可求解加速度.(2)分析物体的受力情况,根据牛顿第二定律和胡克定律结合能物体受到的支持力和滑动摩擦力,再求解物体和斜面间动摩擦因数.
23.【答案】(1)解:物体作匀速运动,故
(2)解:改用30N的拉力后,该力小于最大静摩擦力,故物体受到的摩擦力为
(3)解:改用60N拉力后,物体受到滑动摩擦力,由于支持力没变,故
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】(1)物体在地面上做匀速直线运动,利用拉力等于摩擦力,结合摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小;
(2)利用拉力大于最大静摩擦力,结合动摩擦力的大小可以求出摩擦力的大小;
(3)利用拉力的大小可以判别物体的运动,进而求出摩擦力的大小。
24.【答案】(1)解:木棒从原地开始运动必须克服最大静摩擦力,则有:
(2)解:推力 与滑动摩擦力相等时,木棒做匀速运动,则有:
解得:
(3)解:若把木棒放到倾斜角为 的固定斜面上,木棒恰好匀速度下滑,受力如图
木棒处于平衡状态,根据平衡条件可得:
代入数据得:
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【分析】(1)利用平衡条件可以求出最大静摩擦力的大小;
(2)利用平衡方程可以求出动摩擦因数的大小;
(3)利用平衡方程可以求出动摩擦因数的大小。
25.【答案】(1)0.4
(2)1
(3)0.625
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】解:(1)木块在0.4s时的速度等于0.2s~0.6s的平均速度,由平均速度公式 = ,得v= m/s=0.4m/s。(2)木块做初速度为零的匀加速直线运动,木块的加速度大小:a= = m/s2=1m/s2。(3)对木块,根据牛顿第二定律:mgsin37°﹣μmgcos37°=ma,μ= = =0.625。
故答案为:(1)0.4;(2)1;(3)0.625。
【分析】(1)0.4秒的速度等于物体在0.2-0.6秒段中运动的平均速度,即利用0.2-0.6秒的长度除以对应的时间即可;
(2)结合不同时刻图像上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度即可;
(3)结合物体的加速度,利用牛顿第二定律求解动摩擦因数即可。
26.【答案】(1)右
(2)0.237
(3)偏大
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】解:(1)由于滑块仅在摩擦力的作用下在水平木板上减速滑行,纸带上的点迹间距逐渐变小,所以滑块与纸带的右端相连。(2)利用纸带数据,根据逐差法求解加速度,a= = =2.37m/s2。
根据牛顿第二定律可知,a=μg
解得:μ=0.237。(3)由于纸带与限位孔间的摩擦力,会使滑块运动中受到的摩擦力比滑块与木板间的摩擦力大,导致动摩擦因数的测量值比真实值偏大。
故答案为:(1)右;(2)0.237;(3)偏大。
【分析】(1)纸带上的点越密集,说明物体运动的越慢,纸带上的点越稀疏,物体运动的越快;
(2)结合纸带上点的距离,利用逐差法求解物体的加速度,利用牛顿第二定律求解动摩擦因数;
(3)考虑线位孔与纸带的摩擦力,会一起计算到物体与地面的摩擦力,使得动摩擦因数偏大。
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