高中物理人教(新课标)必修1同步练习:3.3摩擦力

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名称 高中物理人教(新课标)必修1同步练习:3.3摩擦力
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2020-08-17 16:10:37

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高中物理人教(新课标)必修1同步练习:3.3摩擦力
一、单选题
1.(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
2.(2020高一下·诸暨期中)关于摩擦力下列哪些说法是正确的(  )
A.相互紧压的粗糙物体间总有摩擦力
B.一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时,才有可能受到摩擦力
C.具有相对运动的两个物体,一定存在摩擦力
D.只有静止的物体才受静摩擦力的作用
3.(2020高一上·遂宁期末)如图所示,小物块在竖直向上的推力F的作用下沿竖直墙面平稳地向上滑动,则(  )
A.墙面对小物块一定有弹力作用
B.墙面对小物块可能有弹力作用
C.小物块一定不受摩擦力
D.小物块可能受向下的滑动摩擦力
4.(2019高一上·浑源月考)关于滑动摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
B.滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积成正比
C.滑动摩擦力的大小与物体所受的重力大小成正比
D.滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小成正比
5.(2019高一上·浑源月考)关于摩擦力,有如下几种说法,其中错误的是(  )
A.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
B.摩擦力与物体运动方向有时是一致的
C.摩擦力的方向与物体运动方向总是在同一直线上
D.摩擦力的方向总是与物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反
6.(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.
7.(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
8.(2019高一上·普宁月考)关于静摩擦力的说法,下列正确的是(  )
A.静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反
B.静摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反
C.静摩擦力的大小可以用公式Ff=μFN直接计算
D.正压力越大,静摩擦力越大
二、多选题
9.(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
10.(2019高一上·运城月考)如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力F作用下做匀速直线运动。已知 , ,木块与地面间的动摩擦因数为 ,木块受到的摩擦力为(  )
A. B. C. D.
11.(2019高一上·浙江期中)如图所示,为倾斜的皮带传送装置.关于传送带上的物体所受的摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.若传送带静止,物体也静止,则物体受到沿传送带向上的静摩擦力
B.若传送带静止,物体也静止,则物体受到沿传送带向下的静摩擦力
C.若传送带顺时针匀速转动,物体随传送带一起向上做匀速运动,则物体受到沿传送带向上的静摩擦力
D.若传送带顺时针匀速转动,物体随传送带一起向上做匀速运动,则物体受到沿传送带向上的滑动摩擦力
三、实验探究题
12.(2020高一下·宜宾月考)某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案:
方案A:木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图(a)所示;
方案B:木块固定,通过细线水平拉动木板,如图(b)所示。
(1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是   。
(2)该实验中应测量的物理量是   。
(3)除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外,该同学还准备了质量为200g的配重若干个。该同学在木块上加放配重,改变木块对木板的正压力(g=10m/s2),并记录了5组实验数据,如下表所示:
实验次数 1 2 3 4 5
配重(个数) 0 1 2 3 4
弹簧秤读数(N) 0.50 1.00 1.50 1.80 2.50
请根据上述数据在图给出的坐标纸上作出木块所受摩擦力和配重重力大小的关系图象   ;由图象可测出木板和木块间的动摩擦因数是   。
13.(2020高一上·遂宁期末)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,两位同学分别设计了如图所示的甲、乙两种方案。
(1)为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小,应选用方案   。
(2)若A和B的重力分别为20N和40N,当A被拉动时,系统稳定后,弹簧测力计a的示数为8.0N,b的示数为11.0N,c的示数为10.0N,则A和B间的动摩擦因数为   。
14.(2020·山西模拟)如图甲所示,一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上,通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块,细绳水平伸直,初始时拉力传感器示数为零。现要测量小铁块与长木板之间的动摩擦因数,用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩,把长木板从小铁块下面拉出,在电脑上得到如图乙所示的数据图像,已知当地重力加速度g=9.8m/s2。
(1)测得小铁块的质量m=0.50kg,则小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=   。(结果保留三位有效数字)
(2)以不同的速度把长木板拉出,随着速度的增加,小铁块受到的摩擦力   。(填“越来越大”“越来越小”或“不变”)
(3)若固定长木板,去掉小铁块上的细绳,用一水平推力推小铁块,则至少需要   N的推力才能推动小铁块。
四、综合题
15.(2019高一上·武义期中)如图所示,质量为5kg的木箱静止在水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数为0.2,g 取 。
(1)当木箱受到水平拉力 F=5N 时,求它所受地面摩擦力的大小。
(2)当木箱受到水平拉力F=15N时,木箱是否运动?求它所受地面摩擦力的大小。
16.(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】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。
2.【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】相互紧压的粗糙物体间如果有相对运动或者相对运动的趋势就会有摩擦力,A不符合题意;一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时,才有可能受到摩擦力,B符合题意; 具有相对运动的两个物体,还必须有相互的挤压以及粗糙的接触面才会存在摩擦力,C不符合题意; 运动和静止的物体都可能受静摩擦力的作用,D不符合题意;
故答案为:B.
【分析】此题关键是掌握产生摩擦力的三个条件:有相互挤压;接触面粗糙;有相对运动或者相对运动的趋势;三个条件缺一不可.
3.【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】由于物体与墙面之间没有挤压,故墙面对物体没有弹力作用,所以小物块一定不受摩擦力作用,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C.
【分析】利用弹力等于0可以判别摩擦力等于0.
4.【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A.滑动摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动,故总是与物体相对运动的方向相反,但不一定与运动方向相反,故A错误;
BCD.滑动摩擦力的大小 ,滑动摩擦力与物体间的正压力成正比,正压力不一定等于重力,与接触面积的大小无关,故BC错误,D正确;
【分析】滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反;与正对面积大小无关;与正压力大小有关;与重力大小无直接关系。
5.【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】ABD.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,与相对运动或相对运动趋势方向相反;与运动方向或运动趋势方向可能相同,也可能相反,故A、B、D不符合题意;
C.摩擦力的方向与物体运动方向可以在同一直线上,也可以不在,比如:贴在正在加速行驶的车厢壁的物体,故C符合题意。
【分析】摩擦力的方向与物体的运动方向可能与物体的运动方向不在同一直线上。
6.【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。
7.【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。
8.【答案】A
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】AB. 静摩擦力的方向是与物体的相对运动趋势方向相反,可能与运动方向相同,A符合题意B不符合题意。
C. 当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时,可以用f=μN计算最大静摩擦力。C不符合题意。
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。D不符合题意。
故答案为:A
【分析】静摩擦力方向与相对运动趋势的方向相反;静摩擦力不能利用动摩擦力的表达式计算,与压力大小无关。
9.【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。
10.【答案】A,C
【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
在水平方向上有:
在竖直方向上: ,则摩擦力 。
AC两项正确,BD两项错误。
故答案为:AC
【分析】可借助力平衡或牛顿运动定律求摩擦力,也可用滑动摩擦力公式求摩擦力。
11.【答案】A,C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】AB. 若传送带静止,物体也静止,物体受静摩擦力,根据受力分析可知,摩擦力方向沿斜面向上,A符合题意B不符合题意;
CD. 由于物体随传送带一起向上做匀速运动,故物体受力平衡,因此受到静摩擦力,方向沿斜面向上,C符合题意D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】由题中“关于传送带上的物体所受的摩擦力”可知,本题考查摩擦力的性质,根据受力情况可以分析本题。
12.【答案】(1)b
(2)木块的重力以及弹簧测力计的读数
(3);0.25
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】(1)方案(a) :木块匀速运动,利用二力平衡条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小;但要控制木块匀速运动,操作较为困难;。方案(b) :无论长木板是否做匀速直线运动,木块都处于静止状态(即平衡状态),这样拉力等于摩擦力,而且无论拉木板速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小,所以容易操作。故方案b容易操作,误差小。B方案更合理。(2)根据得 ,得
所以要测量弹簧秤示数F和木块的重量G 。(3)通过描点法作图,如图所示
弹簧秤示数F,木块的重量G ,根据 得
故答案为0.25。
【分析】(1)方案b木板运动不需要保持匀速,比较合理;
(2)利用摩擦力的表达式可以判别需要测量木块的重力及弹簧测力计的读数;
(3)利用表格数据进行描点连线,结合数据可以求出动摩擦因数的大小。
13.【答案】(1)甲
(2)0.2
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】(1)由图甲可知,用弹簧测力计b拉动木块A,木块B受到滑动摩擦力作用,弹簧测力计a的示数等于木块受到的滑动摩擦力,弹簧测力计a固定不动,便于读数;由图乙可知,用弹簧测力计匀速拉动木块A,使木块A做匀速直线运动,A处于平衡状态,弹簧测力计c的示数等于木块受到的滑动摩擦力,弹簧测力计是运动的,不便于读数,另一方面,要使弹簧测力计示数等于滑动摩擦力,要控制木块做匀速直线运动,难度较大;比较两种实验方案可以发现,方案甲更合理.(2)在甲方案中,物体间的滑动摩擦力: 8.0N
物体间的正压力: N
则物体间的动摩擦因数:
【分析】(1)应该选择甲,由于B是静止的,所以读数相对容易,而乙要使A做匀速直线运动的难度较大;
(2)利用滑动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小。
14.【答案】(1)0.204
(2)不变
(3)1.20
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】(1)由题图乙可知,小铁块所受滑动摩擦力 ,由 解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.204.(2)由于摩擦力与小铁块运动的速度无关,所以随着速度的增加,小铁块受到的摩擦力不变。(3)由题图乙可知,小铁块所受的最大静摩擦力
所以至少需要1.20N的推力才能推动小铁块。
【分析】(1)动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小;
(2)利用摩擦力大小与速度无关可以判别摩擦力大小不变;
(3)利用最大静摩擦力大小可以判别需要的推力大小。
15.【答案】(1)解:物体重50N,所以最大静摩擦力为:fm=μN=μG=0.2×50=10N
当受到水平拉力F=5N时,该拉力小于最大静摩擦力,所以物体受到的摩擦力大小与拉力相等,所以受地面摩擦力的大小5N
(2)解:当拉力是15N时,大于最大静摩擦力,所以物体将沿水平方向做匀加速直线运动,摩擦力为滑动摩擦力,即
f=μN=μG=0.2×50=10N
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【分析】(1)对物体进行受力分析,水平方向在拉力和摩擦力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可;
(2)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。
16.【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。
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高中物理人教(新课标)必修1同步练习:3.3摩擦力
一、单选题
1.(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。
2.(2020高一下·诸暨期中)关于摩擦力下列哪些说法是正确的(  )
A.相互紧压的粗糙物体间总有摩擦力
B.一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时,才有可能受到摩擦力
C.具有相对运动的两个物体,一定存在摩擦力
D.只有静止的物体才受静摩擦力的作用
【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】相互紧压的粗糙物体间如果有相对运动或者相对运动的趋势就会有摩擦力,A不符合题意;一个物体只有在另一个物体表面滑动或有相对滑动趋势时,才有可能受到摩擦力,B符合题意; 具有相对运动的两个物体,还必须有相互的挤压以及粗糙的接触面才会存在摩擦力,C不符合题意; 运动和静止的物体都可能受静摩擦力的作用,D不符合题意;
故答案为:B.
【分析】此题关键是掌握产生摩擦力的三个条件:有相互挤压;接触面粗糙;有相对运动或者相对运动的趋势;三个条件缺一不可.
3.(2020高一上·遂宁期末)如图所示,小物块在竖直向上的推力F的作用下沿竖直墙面平稳地向上滑动,则(  )
A.墙面对小物块一定有弹力作用
B.墙面对小物块可能有弹力作用
C.小物块一定不受摩擦力
D.小物块可能受向下的滑动摩擦力
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】由于物体与墙面之间没有挤压,故墙面对物体没有弹力作用,所以小物块一定不受摩擦力作用,C符合题意,ABD不符合题意。
故答案为:C.
【分析】利用弹力等于0可以判别摩擦力等于0.
4.(2019高一上·浑源月考)关于滑动摩擦力,下列说法中正确的是(  )
A.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
B.滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积成正比
C.滑动摩擦力的大小与物体所受的重力大小成正比
D.滑动摩擦力的大小与接触面间的压力大小成正比
【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】A.滑动摩擦力的方向总是阻碍物体间的相对运动,故总是与物体相对运动的方向相反,但不一定与运动方向相反,故A错误;
BCD.滑动摩擦力的大小 ,滑动摩擦力与物体间的正压力成正比,正压力不一定等于重力,与接触面积的大小无关,故BC错误,D正确;
【分析】滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反;与正对面积大小无关;与正压力大小有关;与重力大小无直接关系。
5.(2019高一上·浑源月考)关于摩擦力,有如下几种说法,其中错误的是(  )
A.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
B.摩擦力与物体运动方向有时是一致的
C.摩擦力的方向与物体运动方向总是在同一直线上
D.摩擦力的方向总是与物体间相对运动或相对运动趋势的方向相反
【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】ABD.摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,与相对运动或相对运动趋势方向相反;与运动方向或运动趋势方向可能相同,也可能相反,故A、B、D不符合题意;
C.摩擦力的方向与物体运动方向可以在同一直线上,也可以不在,比如:贴在正在加速行驶的车厢壁的物体,故C符合题意。
【分析】摩擦力的方向与物体的运动方向可能与物体的运动方向不在同一直线上。
6.(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。
7.(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。
8.(2019高一上·普宁月考)关于静摩擦力的说法,下列正确的是(  )
A.静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反
B.静摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反
C.静摩擦力的大小可以用公式Ff=μFN直接计算
D.正压力越大,静摩擦力越大
【答案】A
【知识点】静摩擦力
【解析】【解答】AB. 静摩擦力的方向是与物体的相对运动趋势方向相反,可能与运动方向相同,A符合题意B不符合题意。
C. 当认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力时,可以用f=μN计算最大静摩擦力。C不符合题意。
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。D不符合题意。
故答案为:A
【分析】静摩擦力方向与相对运动趋势的方向相反;静摩擦力不能利用动摩擦力的表达式计算,与压力大小无关。
二、多选题
9.(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。
10.(2019高一上·运城月考)如图所示,水平地面上质量为m的物体,在推力F作用下做匀速直线运动。已知 , ,木块与地面间的动摩擦因数为 ,木块受到的摩擦力为(  )
A. B. C. D.
【答案】A,C
【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
在水平方向上有:
在竖直方向上: ,则摩擦力 。
AC两项正确,BD两项错误。
故答案为:AC
【分析】可借助力平衡或牛顿运动定律求摩擦力,也可用滑动摩擦力公式求摩擦力。
11.(2019高一上·浙江期中)如图所示,为倾斜的皮带传送装置.关于传送带上的物体所受的摩擦力,下列说法正确的是(  )
A.若传送带静止,物体也静止,则物体受到沿传送带向上的静摩擦力
B.若传送带静止,物体也静止,则物体受到沿传送带向下的静摩擦力
C.若传送带顺时针匀速转动,物体随传送带一起向上做匀速运动,则物体受到沿传送带向上的静摩擦力
D.若传送带顺时针匀速转动,物体随传送带一起向上做匀速运动,则物体受到沿传送带向上的滑动摩擦力
【答案】A,C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【解答】AB. 若传送带静止,物体也静止,物体受静摩擦力,根据受力分析可知,摩擦力方向沿斜面向上,A符合题意B不符合题意;
CD. 由于物体随传送带一起向上做匀速运动,故物体受力平衡,因此受到静摩擦力,方向沿斜面向上,C符合题意D不符合题意。
故答案为:AC
【分析】由题中“关于传送带上的物体所受的摩擦力”可知,本题考查摩擦力的性质,根据受力情况可以分析本题。
三、实验探究题
12.(2020高一下·宜宾月考)某同学在做测定木板的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案:
方案A:木板水平固定,通过弹簧秤水平拉动木块,如图(a)所示;
方案B:木块固定,通过细线水平拉动木板,如图(b)所示。
(1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是   。
(2)该实验中应测量的物理量是   。
(3)除了实验必需的弹簧秤、木板、木块、细线外,该同学还准备了质量为200g的配重若干个。该同学在木块上加放配重,改变木块对木板的正压力(g=10m/s2),并记录了5组实验数据,如下表所示:
实验次数 1 2 3 4 5
配重(个数) 0 1 2 3 4
弹簧秤读数(N) 0.50 1.00 1.50 1.80 2.50
请根据上述数据在图给出的坐标纸上作出木块所受摩擦力和配重重力大小的关系图象   ;由图象可测出木板和木块间的动摩擦因数是   。
【答案】(1)b
(2)木块的重力以及弹簧测力计的读数
(3);0.25
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】(1)方案(a) :木块匀速运动,利用二力平衡条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小;但要控制木块匀速运动,操作较为困难;。方案(b) :无论长木板是否做匀速直线运动,木块都处于静止状态(即平衡状态),这样拉力等于摩擦力,而且无论拉木板速度多少,摩擦力都一样,不改变摩擦力大小,所以容易操作。故方案b容易操作,误差小。B方案更合理。(2)根据得 ,得
所以要测量弹簧秤示数F和木块的重量G 。(3)通过描点法作图,如图所示
弹簧秤示数F,木块的重量G ,根据 得
故答案为0.25。
【分析】(1)方案b木板运动不需要保持匀速,比较合理;
(2)利用摩擦力的表达式可以判别需要测量木块的重力及弹簧测力计的读数;
(3)利用表格数据进行描点连线,结合数据可以求出动摩擦因数的大小。
13.(2020高一上·遂宁期末)为了用弹簧测力计测定两木块A和B间的动摩擦因数μ,两位同学分别设计了如图所示的甲、乙两种方案。
(1)为了用某一弹簧测力计的示数表示A和B之间的滑动摩擦力的大小,应选用方案   。
(2)若A和B的重力分别为20N和40N,当A被拉动时,系统稳定后,弹簧测力计a的示数为8.0N,b的示数为11.0N,c的示数为10.0N,则A和B间的动摩擦因数为   。
【答案】(1)甲
(2)0.2
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】(1)由图甲可知,用弹簧测力计b拉动木块A,木块B受到滑动摩擦力作用,弹簧测力计a的示数等于木块受到的滑动摩擦力,弹簧测力计a固定不动,便于读数;由图乙可知,用弹簧测力计匀速拉动木块A,使木块A做匀速直线运动,A处于平衡状态,弹簧测力计c的示数等于木块受到的滑动摩擦力,弹簧测力计是运动的,不便于读数,另一方面,要使弹簧测力计示数等于滑动摩擦力,要控制木块做匀速直线运动,难度较大;比较两种实验方案可以发现,方案甲更合理.(2)在甲方案中,物体间的滑动摩擦力: 8.0N
物体间的正压力: N
则物体间的动摩擦因数:
【分析】(1)应该选择甲,由于B是静止的,所以读数相对容易,而乙要使A做匀速直线运动的难度较大;
(2)利用滑动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小。
14.(2020·山西模拟)如图甲所示,一与电脑连接的拉力传感器固定在竖直墙壁上,通过细绳拉住一放在长木板上的小铁块,细绳水平伸直,初始时拉力传感器示数为零。现要测量小铁块与长木板之间的动摩擦因数,用一较大的水平拉力拉住长木板右端的挂钩,把长木板从小铁块下面拉出,在电脑上得到如图乙所示的数据图像,已知当地重力加速度g=9.8m/s2。
(1)测得小铁块的质量m=0.50kg,则小铁块与长木板间的动摩擦因数μ=   。(结果保留三位有效数字)
(2)以不同的速度把长木板拉出,随着速度的增加,小铁块受到的摩擦力   。(填“越来越大”“越来越小”或“不变”)
(3)若固定长木板,去掉小铁块上的细绳,用一水平推力推小铁块,则至少需要   N的推力才能推动小铁块。
【答案】(1)0.204
(2)不变
(3)1.20
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
【解析】【解答】(1)由题图乙可知,小铁块所受滑动摩擦力 ,由 解得小铁块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.204.(2)由于摩擦力与小铁块运动的速度无关,所以随着速度的增加,小铁块受到的摩擦力不变。(3)由题图乙可知,小铁块所受的最大静摩擦力
所以至少需要1.20N的推力才能推动小铁块。
【分析】(1)动摩擦力的表达式可以求出动摩擦因数的大小;
(2)利用摩擦力大小与速度无关可以判别摩擦力大小不变;
(3)利用最大静摩擦力大小可以判别需要的推力大小。
四、综合题
15.(2019高一上·武义期中)如图所示,质量为5kg的木箱静止在水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数为0.2,g 取 。
(1)当木箱受到水平拉力 F=5N 时,求它所受地面摩擦力的大小。
(2)当木箱受到水平拉力F=15N时,木箱是否运动?求它所受地面摩擦力的大小。
【答案】(1)解:物体重50N,所以最大静摩擦力为:fm=μN=μG=0.2×50=10N
当受到水平拉力F=5N时,该拉力小于最大静摩擦力,所以物体受到的摩擦力大小与拉力相等,所以受地面摩擦力的大小5N
(2)解:当拉力是15N时,大于最大静摩擦力,所以物体将沿水平方向做匀加速直线运动,摩擦力为滑动摩擦力,即
f=μN=μG=0.2×50=10N
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数;静摩擦力
【解析】【分析】(1)对物体进行受力分析,水平方向在拉力和摩擦力的作用下,物体处于平衡状态,合力为零,根据该条件列方程分析求解即可;
(2)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。
16.(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。
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