3.2摩擦力
1.认识摩擦力,知道滑动摩擦力和静摩擦力的区别。
2.通过实验理解静摩擦力是被动力,理解动摩擦因数。
3.会用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小,会用二力平衡计算静摩擦力的大小。
一、滑动摩擦力
1、定义:一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.
2、产生条件
(1)接触面粗糙.(2)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).(3)两物体间有相对运动.
3、方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反.
4、大小:Ff=μFN,μ为动摩擦因数
5、弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩擦力.(填“一定有”或“不一定有”)
(2023秋 重庆期中)关于弹力与摩擦力,下列说法正确的是( )
A.静止地放在水平桌面上的物块对桌面的压力,就是物块的重力
B.摩擦力的方向一定与物体运动方向或运动趋势的方向相反
C.如物体有受弹力,必定受摩擦力;有受摩擦力,一定有相应的弹力
D.如物体受摩擦力,则摩擦力的方向与相应的弹力的方向一定是相互垂直的
(2023秋 滨海新区校级期中)下列说法正确的是( )
A.研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作,可以将运动员看作质点
B.运动员跑完800m比赛,800m指的是路程大小
C.由动摩擦因数μ 知,μ与FN成反比
D.滑动摩擦力总是阻力,静摩擦力可以是动力
(2023秋 西夏区校级期中)一本书重约6N,有424页,书本正面朝上。现将一张A4纸夹在第106与第107页间,A4能够覆盖几乎整个书页,如图所示。若要将A4纸抽出,至少需用约2N的拉力。不计书皮及A4纸的质量,则A4纸和书之间的摩擦因数最接近( )
A.0.17 B.0.33 C.0.50 D.0.67
(2023秋 南岗区校级期中)质量是3kg的物体放在水平地面上,用F1=6N的水平拉力拉该物体时,恰好使物体做匀速直线运动,如图甲,已知g=10N/kg,求:
(1)物体与地面之间的动摩擦因数;
(2)若对物体施加一竖直向下的作用力F2=30N,如图乙,当物体在地面上滑动时,所受滑动摩擦力多大?
(2023秋 静安区校级期中)如图所示,长为L=2m,质量为3kg的长木板B在水平力F的作用下向左做a=1.5m/s2匀加速直线运动,质量为2kg的可看作质点的物块A保持静止,当A位于长木板B的中点时,长木板B的速度vl=1m/s,已知弹簧的劲度系数k=100N/m,弹簧的伸长量为9.8cm,各接触面均粗糙且动摩擦因数相同。
(1)物体B受到 个力,A对B的压力是由于 发生弹性形变要恢复原状而引起的。
(2)弹簧的弹力大小为 N,物块A受到的摩擦力方向 ,物块A与长木板B之间的动摩擦因数μ= 。
(3)当物块A位于B的最右端时,B的速度v2为 m/s。
(4)若改变F大小使木板B向左做匀速直线运动,物块A依然保持静止,则此时弹簧的伸长量 。(单选)
A.大于8cm B.等于8cm C.小于8cm D.无法确定
(5)物块A、B分离后,若要使B匀速运动,则水平力F应为 N。
二、静摩擦力
1、定义:两个相互接触的物体,当它们具有相对运动的趋势时,在接触面上会产生阻碍相对运动趋势的力.
2、产生条件
接触面粗糙.
两物体直接接触且相互挤压(即有弹力). (3)两物体间有相对运动的趋势.
3、方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.
4、大小:05、弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩擦力.(填“一定有”或“不一定有”)
6、静摩擦力有无及方向的判断方法
(1)平衡条件法:当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向.
(2)假设法:利用假设法进行判断时,可按以下思路进行分析:
(2023秋 福州期末)如图所示,老师握住一个装满水的圆柱形杯子,杯子始终静止。下列说法正确的是( )
A.握杯子用的力越大,杯子所受的摩擦力越大
B.杯子表面越粗糙,所受的摩擦力越大
C.随着杯子内的水量减少,杯子所受的摩擦力也减小
D.杯子和水的总重力一定等于手与杯子间的最大静摩擦力
(2023秋 宁波期末)2023年10月杭州亚运会女排决赛中,中国队战胜日本队,第9次获得亚运冠军。如图是运动员准备发球前,排球停在运动员手上的状态,下列说法正确的是( )
A.排球一定不受静摩擦力作用
B.排球对手的压力方向一定沿竖直方向
C.手对排球的支持力是由于手发生形变产生的
D.手对排球的支持力可能大于排球对手的压力
(多选)(2023秋 宁河区期末)如图,水平桌面上的木块处于静止状态。现施加水平外力F1=20N,F2=12N,木块重20N,木块与桌面间的动摩擦因数为μ=0.25,下列说法正确的是( )
A.木块共受到4个力的作用
B.木块受到的摩擦力方向水平向左
C.木块受到的摩擦力大小为8N
D.木块受到的摩擦力大小为5N
(2022秋 唐山期末)如图所示,一同学从t=0时刻起逐渐增加水平推力,推动水平地面上的箱子过程中三个时刻(t1、t2、t3)的漫画图。假设t1时刻同学对箱子的推力为5N,t2时刻推力为10N,t3时刻推力为15N。下列说法正确的是( )
A.t1时刻箱子受到地面的摩擦力等于5N
B.箱子对地面的压力就是箱子的重力
C.t2时刻箱子受到地面的摩擦力大于10N
D.箱子与地面的滑动摩擦力一定为15N
(2022秋 徐州月考)如图,把木块放在水平长木板上,用力传感器沿水平方向匀速拉动木块。通过拉力传感器测得拉力大小为3N,木块及其上配重总质量为1kg,重力加速度g取10m/s2。则木块与长木板间的动摩擦因数约为( )
A.0.1 B.0.3 C.3 D.10
三、动摩擦因数的测定
(2021秋 韩城市期末)如图,将一重力不计的纸夹在水平桌面上的书内,已知书对纸的压力为2N,书所受的重力为3N。若用F=0.6N的水平拉力拉纸,刚好将纸匀速拉出。则书与纸间的动摩擦因数为( )
A.μ=0.1 B.μ=0.15 C.μ=0.2 D.μ=0.3
(2023秋 密云区期末)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器与物块用棉线连接,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F﹣t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线反映了物块所受摩擦力的大小随时间变化的关系
C.由图乙知,物块受到的最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小
D.只用图乙中的数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
(2024 邵阳一模)中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行龘龘,欣欣家国”为主题。中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一。如图所示,书法家在水平桌面上平铺一张白纸,为防打滑,他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。书写“龙”字“一”这一笔画时,在向右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止,则( )
A.毛笔对白纸的摩擦力向左
B.白纸对镇纸的摩擦力向右
C.桌面对白纸的摩擦力向左
D.桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力
(2024 朝阳区校级开学)在图示的皮带传动装置中,A轮为主动轮,B轮为从动轮,箭头表示两轮的旋转方向。关于A、B两轮所受摩擦力的方向,下列说法正确的是( )
A.两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相同
B.两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相反
C.A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相同,B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相反
D.A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相反,B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相同
(2023秋 雁塔区期末)如图所示,重为5N的书本被20N的水平力F压在竖直墙面上处于静止状态。书本所受静摩擦力( )
A.大小为5N B.大小为20N
C.方向竖直向下 D.方向水平向右
(2023秋 厦门期末)如图甲所示,订书机是一种常见的文具,其底座前端有弧形凹柏。压下订书钉使其穿过纸张后进入弧形凹槽,订书钉在凹槽的作用下向内弯曲后,即可完成装订。如图乙所示,当订书钉末端被压到弧形凹槽上的A点时,凹槽在A点对订书钉末端的( )
A.弹力方向竖直向上
B.弹力方向水平向右
C.摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向上
D.摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向下
(2023秋 镇海区校级期末)如图所示,放在水平面上的物体在F1和F2作用下,向右做匀速直线运动,已知F1=8N,方向水平向右,F2=3N,方向水平向左,下列说法正确的是( )
A.撤去F1的瞬间,物体受到的合外力大小为3N
B.撤去F1的瞬间,物体受到的摩擦力大小为3N
C.撤去F2的瞬间,物体受到的摩擦力大小为5N
D.撤去F2的瞬间,物体受到的合外力大小为5N
(2023秋 太原期末)如图所示,质量为m的木块在质量为3m长木板上滑行,长木板一直处于静止状态。若木块与木板之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。长木板受到地面的摩擦力为( )
A.μmg,向左 B.μmg,向右 C.4μmg,向左 D.4μmg,向右
(2023秋 鼓楼区校级期末)学校试卷扫描机器正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张试卷”,进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有48张相同的试卷,每张试卷的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动带动最上面的第1张试卷向右运动;搓纸轮与试卷之间的动摩擦因数为μ1,试卷与试卷之间、试卷与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,工作时搓纸轮给第1张试卷压力大小为F。试卷扫描机器正常工作时,下列说法正确的是( )
A.第2张试卷受到第1张试卷的摩擦力方向向左
B.第10张试卷与第11张之间的摩擦力大小为μ2(F+10mg)纸张
C.第48张试卷与摩擦片之间的摩擦力为0
D.要做到“每次只进一张纸”应要求摩擦片
(2023秋 黄埔区校级期末)如图,用磁扣将卡纸“吸”在黑板上并处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.卡纸一共受到4个力的作用
B.磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向上
C.卡纸与黑板的摩擦力跟卡纸的重力大小相等
D.黑板对卡纸的作用力方向与黑板面不垂直
(2023秋 重庆期末)如图所示,一人乘坐电动扶梯(梯面水平)匀速向下运动。关于人的受力情况,下列说法正确的是( )
A.人只受重力
B.人受重力、扶梯的支持力
C.人受重力、扶梯的支持力和摩擦力
D.人受重力、下滑力、扶梯的支持力和摩擦力
(2023秋 大连期末)如图,用磁扣将卡纸“吸”在黑板上并处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.黑板对卡纸的摩擦力方向竖直向下
B.磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向上
C.卡纸对黑板的摩擦力小于卡纸的重力
D.卡纸对黑板的摩擦力大于卡纸的重力
(2023 福建学业考试)如图所示,A,B,C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同,三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是( )
A.A物体受到的摩擦力方向向左
B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C.B受到的摩擦力沿传送带向下
D.B、C受到的摩擦力方向相反
(2024 七里河区校级开学)水平面上有一重50N的物体,受到F1=12N和F2=6N的两个相反方向的水平力作用而保持静止,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.(g=10N/kg,最大静摩擦等于滑动摩擦力)
(1)此物体受到的摩擦力为多大?
(2)将F1撤去后,物体所受的摩擦力为多大?
(3)将F2撤去后,物体所受摩擦力多大?
(2023秋 甘肃期末)如图所示,物体A重40N,物体B重30N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=30N时才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。
(2022秋 岳阳期末)木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平面上静止不动(如图甲所示),最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。
(1)求木块B受到的摩擦力大小;
(2)现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图乙所示,求木块B所受摩擦力的大小;
(3)现用F=30N的水平拉力作用在木块B上,如图乙所示,当木块A的状态稳定后,求木块A所受摩擦力的大小。3.2摩擦力
1.认识摩擦力,知道滑动摩擦力和静摩擦力的区别。
2.通过实验理解静摩擦力是被动力,理解动摩擦因数。
3.会用动摩擦因数计算滑动摩擦力的大小,会用二力平衡计算静摩擦力的大小。
一、滑动摩擦力
1、定义:一个物体在另一个物体表面滑动的时候,会受到另一个物体阻碍它滑动的力,这种力叫做滑动摩擦力.
2、产生条件
(1)接触面粗糙.(2)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).(3)两物体间有相对运动.
3、方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反.
4、大小:Ff=μFN,μ为动摩擦因数
5、弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩擦力.(填“一定有”或“不一定有”)
(2023秋 重庆期中)关于弹力与摩擦力,下列说法正确的是( )
A.静止地放在水平桌面上的物块对桌面的压力,就是物块的重力
B.摩擦力的方向一定与物体运动方向或运动趋势的方向相反
C.如物体有受弹力,必定受摩擦力;有受摩擦力,一定有相应的弹力
D.如物体受摩擦力,则摩擦力的方向与相应的弹力的方向一定是相互垂直的
【解答】解:A、压力与重力属于性质不同的力,不能说压力就是重力。故A错误,
B、摩擦力的方向一定与物体相对运动方向或相对运动趋势的方向相反,B错误。
C、弹力产生的条件:相互接触挤压;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,故由摩擦力一定受弹力,反之则不一定,故C错误。
D、弹力垂直于接触面,摩擦力平行于接触面,故摩擦力的方向与相应的弹力的方向一定是相互垂直的。故D正确。
故选:D。
(2023秋 滨海新区校级期中)下列说法正确的是( )
A.研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作,可以将运动员看作质点
B.运动员跑完800m比赛,800m指的是路程大小
C.由动摩擦因数μ 知,μ与FN成反比
D.滑动摩擦力总是阻力,静摩擦力可以是动力
【解答】解:A、能否看作质点与物体本身无关,要看所研究问题的性质,看物体的形状和大小在所研究的问题中是否可以忽略,故研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作,不可以将运动员看作质点,故A错误;
B、路程是轨迹的长度,运动员跑完800m比赛,800m是路程,故B正确;
C、动摩擦因数μ 属于比值定义式,即动摩擦因数与压力和滑动摩擦力无关,由接触面的粗糙程度,温度和湿度决定,故C错误;
D、摩擦力与相对运动方向(或相对运动趋势方向)相反,与运动方向可以相同、相反、不共线,即可以是动力也可以是阻力,故D错误。
故选:B。
(2023秋 西夏区校级期中)一本书重约6N,有424页,书本正面朝上。现将一张A4纸夹在第106与第107页间,A4能够覆盖几乎整个书页,如图所示。若要将A4纸抽出,至少需用约2N的拉力。不计书皮及A4纸的质量,则A4纸和书之间的摩擦因数最接近( )
A.0.17 B.0.33 C.0.50 D.0.67
【解答】解:A4纸与书之间的滑动摩擦力为 f=uFN1+μFN2
FN1n1N
FN2n2N
要将A4纸抽出,至少需用约2N的拉力F,则有F=f
联立解得μ≈0.67,故D正确,ABC错误;
故选:D。
(2023秋 南岗区校级期中)质量是3kg的物体放在水平地面上,用F1=6N的水平拉力拉该物体时,恰好使物体做匀速直线运动,如图甲,已知g=10N/kg,求:
(1)物体与地面之间的动摩擦因数;
(2)若对物体施加一竖直向下的作用力F2=30N,如图乙,当物体在地面上滑动时,所受滑动摩擦力多大?
【解答】解:(1)在F1=6N的水平拉力作用下,刚好使物体做匀速直线运动,则物体处于平衡状态,
根据平衡条件:F1=f,
而f=μN=μmg,
那么μ0.2;
(2)若对物体施加一竖直向下的作用力F2=30N,那么物体对地面的压力N′=mg+F2=3×10N+30N=60N
则物体在地面上所受滑动摩擦力大小为:f′=μN′=0.2×60N=12N
(2023秋 静安区校级期中)如图所示,长为L=2m,质量为3kg的长木板B在水平力F的作用下向左做a=1.5m/s2匀加速直线运动,质量为2kg的可看作质点的物块A保持静止,当A位于长木板B的中点时,长木板B的速度vl=1m/s,已知弹簧的劲度系数k=100N/m,弹簧的伸长量为9.8cm,各接触面均粗糙且动摩擦因数相同。
(1)物体B受到 个力,A对B的压力是由于 发生弹性形变要恢复原状而引起的。
(2)弹簧的弹力大小为 N,物块A受到的摩擦力方向 ,物块A与长木板B之间的动摩擦因数μ= 。
(3)当物块A位于B的最右端时,B的速度v2为 m/s。
(4)若改变F大小使木板B向左做匀速直线运动,物块A依然保持静止,则此时弹簧的伸长量 。(单选)
A.大于8cm B.等于8cm C.小于8cm D.无法确定
(5)物块A、B分离后,若要使B匀速运动,则水平力F应为 N。
【解答】解:(1)物体B受到重力、水平拉力、A对其的压力和摩擦力、地面对其的支持力和摩擦力,共6个力的作用。A对B的压力是由于A发生弹性形变要恢复原状而引起的。
(2)根据胡克定律,弹簧弹力大小为;物体A静止,所以物块A受到的摩擦力与弹簧对A的弹力平衡,所以摩擦力也等于9.8N,方向水平向左;又因为f=μmg,解得μ=0.5;
(3)物体B做匀加速直线运动,有 ,解得 v2=2m/s;
(4)若改变F大小使木板B向左做匀速直线运动,物块A所受摩擦力不变,依然保持静止,则弹簧的弹力不变,伸长量仍为9.8cm,大于8cm。故选A;
(5)物块A、B分离后,若要使B匀速运动,根据力的平衡条件 。
二、静摩擦力
1、定义:两个相互接触的物体,当它们具有相对运动的趋势时,在接触面上会产生阻碍相对运动趋势的力.
2、产生条件
接触面粗糙.
两物体直接接触且相互挤压(即有弹力). (3)两物体间有相对运动的趋势.
3、方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反.
4、大小:05、弹力与摩擦力的关系
若两物体间有摩擦力,则两物体间一定有弹力,若两物体间有弹力,但两物体间不一定有摩擦力.(填“一定有”或“不一定有”)
6、静摩擦力有无及方向的判断方法
(1)平衡条件法:当相互接触的两物体处于静止状态或匀速直线运动状态时,可根据二力平衡条件判断静摩擦力的存在与否及其方向.
(2)假设法:利用假设法进行判断时,可按以下思路进行分析:
(2023秋 福州期末)如图所示,老师握住一个装满水的圆柱形杯子,杯子始终静止。下列说法正确的是( )
A.握杯子用的力越大,杯子所受的摩擦力越大
B.杯子表面越粗糙,所受的摩擦力越大
C.随着杯子内的水量减少,杯子所受的摩擦力也减小
D.杯子和水的总重力一定等于手与杯子间的最大静摩擦力
【解答】解:ABD.瓶子保持静止,处于平衡状态。瓶子受到的重力和静摩擦力是一对平衡力,但静摩擦不一定等于最大静摩擦力。当杯子和水的总重力不变时,杯子受到的静摩擦力不变,故ABD错误;
C.因为摩擦力与重力平衡,随着杯子内的水量减少,杯子和水的总重力减小,杯子所受的擦力也减小,故C正确。
故选:C。
(2023秋 宁波期末)2023年10月杭州亚运会女排决赛中,中国队战胜日本队,第9次获得亚运冠军。如图是运动员准备发球前,排球停在运动员手上的状态,下列说法正确的是( )
A.排球一定不受静摩擦力作用
B.排球对手的压力方向一定沿竖直方向
C.手对排球的支持力是由于手发生形变产生的
D.手对排球的支持力可能大于排球对手的压力
【解答】解:A.由图可知,排球受重力、支持力,可能受到摩擦力,故A错误;
B.排球对手的压力方向垂直手面,指向手面向下,故B错误;
C.手受到排球的压力作用,手发生形变,要恢复形变,对排球产生支持力,故C正确;
D.手对排球的支持力与排球对手的压力属于作用力反作用力,总是等大反向,故D错误;
故选:C。
(多选)(2023秋 宁河区期末)如图,水平桌面上的木块处于静止状态。现施加水平外力F1=20N,F2=12N,木块重20N,木块与桌面间的动摩擦因数为μ=0.25,下列说法正确的是( )
A.木块共受到4个力的作用
B.木块受到的摩擦力方向水平向左
C.木块受到的摩擦力大小为8N
D.木块受到的摩擦力大小为5N
【解答】解:木块所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.25×20N=5N
F1向右,F2向左二者方向相反,其合力为F合=F1﹣F2=20N﹣12N=8N>5N,
所以木块向右滑动,受到滑动摩擦力,即f=fm=5N,木块受到竖直向下的重力、竖直向上的支持力FN、水平向右的F1、水平向左的F2和水平向左的滑动摩擦力f,受到5个力的作用,受力如图所示:
故BD正确,AC错误。
故选:BD。
(2022秋 唐山期末)如图所示,一同学从t=0时刻起逐渐增加水平推力,推动水平地面上的箱子过程中三个时刻(t1、t2、t3)的漫画图。假设t1时刻同学对箱子的推力为5N,t2时刻推力为10N,t3时刻推力为15N。下列说法正确的是( )
A.t1时刻箱子受到地面的摩擦力等于5N
B.箱子对地面的压力就是箱子的重力
C.t2时刻箱子受到地面的摩擦力大于10N
D.箱子与地面的滑动摩擦力一定为15N
【解答】解:A、t1时刻箱子处于静止状态,根据平衡条件可知,受到地面的摩擦力等于5N,故A正确;
B、箱子对地面的压力与箱子的重力相等,但两个力性质不同,不能说箱子对地面的压力就是箱子的重力,故B错误;
C、t2时刻箱子仍处于静止状态,受力平衡,受到地面的摩擦力和推力的大小相等,为10N,故C错误;
D、用15N的力把箱子推走了,此时的推力大于箱子与地面的滑动摩擦力,即箱子与地面的滑动摩擦力小于15N,故D错误。
故选:A。
(2022秋 徐州月考)如图,把木块放在水平长木板上,用力传感器沿水平方向匀速拉动木块。通过拉力传感器测得拉力大小为3N,木块及其上配重总质量为1kg,重力加速度g取10m/s2。则木块与长木板间的动摩擦因数约为( )
A.0.1 B.0.3 C.3 D.10
【解答】解:木块在水平长木板上匀速向右运动,木块处于平衡状态,由平衡条件得:F=f
所受的摩擦力为滑动摩擦力,则有:f=μmg
代入数据联立解得木块与长木板间的动摩擦因数约为:μ=0.3,故B正确,ACD错误。
故选:B。
三、动摩擦因数的测定
(2021秋 韩城市期末)如图,将一重力不计的纸夹在水平桌面上的书内,已知书对纸的压力为2N,书所受的重力为3N。若用F=0.6N的水平拉力拉纸,刚好将纸匀速拉出。则书与纸间的动摩擦因数为( )
A.μ=0.1 B.μ=0.15 C.μ=0.2 D.μ=0.3
【解答】解:纸带匀速运动,处于平衡状态,由平衡条件得:f=F=0.6N,由于纸上下表面均处摩擦力,故纸张单面受到的摩擦力为f0N=0.3N;
书对纸的上下表面的压力为FN=2N,根据f=μFN可得,
动摩擦因数:μ0.15,故B正确,ACD错误。
故选:B。
(2023秋 密云区期末)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器与物块用棉线连接,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F﹣t图像如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线反映了物块所受摩擦力的大小随时间变化的关系
C.由图乙知,物块受到的最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力的大小
D.只用图乙中的数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【解答】解:A.为了能研究摩擦力随时间的变化曲线,故物块一直要处于静止状态,则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡,图乙是轻绳向右的拉力随时间变化曲线,故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线,由图乙可知轻绳向右的拉力先增大后减小,最后趋于不变,故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用,所以不需要让木板保持匀速运动,故A错误;
B.因为物块一直处于静止状态,则物体的合外力为零,因此物体受到的摩擦力和拉力大小相等,所以图乙中曲线反映了物块所受摩擦力的大小随时间变化的关系,故B正确;
C.由图可知,最大静摩擦力约为10N,滑动摩擦力约为7N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7,故C错误;
D.根据滑动摩擦力的计算公式Ff=μFN=μmg可知,由于不知道物块的重力,故无法求出物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。
故选:B。
(2024 邵阳一模)中央广播电视总台《2024年春节联欢晚会》以“龙行龘龘,欣欣家国”为主题。中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一。如图所示,书法家在水平桌面上平铺一张白纸,为防打滑,他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住。书写“龙”字“一”这一笔画时,在向右行笔的过程中镇纸和白纸都保持静止,则( )
A.毛笔对白纸的摩擦力向左
B.白纸对镇纸的摩擦力向右
C.桌面对白纸的摩擦力向左
D.桌面对白纸的摩擦力小于毛笔对白纸的摩擦力
【解答】解:A.书写“龙”字“一”这一笔画时,毛笔向右运动,白纸相对毛笔白纸向左运动,毛笔对白纸的摩擦力向右,故A错误;
B.镇纸相对白纸无运动趋势,白纸与镇纸间没有摩擦力,故B错误;
CD.对白纸受力分析,白纸受到桌面对白纸的摩擦力与毛笔对白纸的摩擦力,二力平衡,方向相反,大小相等,则桌面对白纸的摩擦力向左,桌面对白纸的摩擦力等于毛笔对白纸的摩擦力,故C正确,D错误。
故选:C。
(2024 朝阳区校级开学)在图示的皮带传动装置中,A轮为主动轮,B轮为从动轮,箭头表示两轮的旋转方向。关于A、B两轮所受摩擦力的方向,下列说法正确的是( )
A.两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相同
B.两轮所受摩擦力的方向和两轮转动方向相反
C.A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相同,B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相反
D.A轮受的摩擦力方向和A轮的转动方向相反,B轮受摩擦力的方向和B轮转动方向相同
【解答】解:由于A、B两轮所受到的摩擦力为静摩擦力,而相对运动趋势不好找,因此可用假设法来判断其方向,B轮是从动轮,设B轮和皮带接触面光滑,则B相对于皮带的运动方向与其转动方向相反,即B所受摩擦力方向与B轮转动方向相同,同理,可以判断A轮所受摩擦力与其转动方向相反。故D正确,ABC错误。
故选:D。
(2023秋 雁塔区期末)如图所示,重为5N的书本被20N的水平力F压在竖直墙面上处于静止状态。书本所受静摩擦力( )
A.大小为5N B.大小为20N
C.方向竖直向下 D.方向水平向右
【解答】解:由于书本保持静止,由平衡条件可知,摩擦力f=G=5N,方向竖直向上;故A正确,BCD错误。
故选:A。
(2023秋 厦门期末)如图甲所示,订书机是一种常见的文具,其底座前端有弧形凹柏。压下订书钉使其穿过纸张后进入弧形凹槽,订书钉在凹槽的作用下向内弯曲后,即可完成装订。如图乙所示,当订书钉末端被压到弧形凹槽上的A点时,凹槽在A点对订书钉末端的( )
A.弹力方向竖直向上
B.弹力方向水平向右
C.摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向上
D.摩擦力方向沿凹槽A点的切线斜向下
【解答】解:AB、接触面的弹力方向垂直于接触面指向受力物体,所以A点的弹力方向垂直于过A点的切线指向订书针;AB错误;
CD、摩擦力的方向于相对运动趋势方向相反,所以A点对订书针的摩擦力方向沿切线斜向上,故C正确,D错误。
故选:C。
(2023秋 镇海区校级期末)如图所示,放在水平面上的物体在F1和F2作用下,向右做匀速直线运动,已知F1=8N,方向水平向右,F2=3N,方向水平向左,下列说法正确的是( )
A.撤去F1的瞬间,物体受到的合外力大小为3N
B.撤去F1的瞬间,物体受到的摩擦力大小为3N
C.撤去F2的瞬间,物体受到的摩擦力大小为5N
D.撤去F2的瞬间,物体受到的合外力大小为5N
【解答】解:A.物体开始在水平方向受三个力作用而平衡,根据平衡条件可得物体所受的摩擦力大小为:f=F1﹣F2=8N﹣3N=5N,方向水平向左;
撤去F1的瞬间,物体受到的摩擦力大小不变,水平方向推力F2不变,物体受到的合外力大小为:F右=f+F2=5N+3N=8N,故A错误;
BC.无论撤去F1或F2瞬间,物体与水平面之间的摩擦力仍为滑动摩擦力,大小方向均不变,即为5N,故B错误,C正确;
D.撤去F2的瞬间,物体受到的合外力为:F'=F1﹣f=8N﹣5N=3N,故D错误。
故选:C。
(2023秋 太原期末)如图所示,质量为m的木块在质量为3m长木板上滑行,长木板一直处于静止状态。若木块与木板之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。长木板受到地面的摩擦力为( )
A.μmg,向左 B.μmg,向右 C.4μmg,向左 D.4μmg,向右
【解答】解:长木板受到木块的滑动摩擦力方向水平向右大小为
f=μmg
根据受力平衡可知,长木板受到地面的摩擦力方向水平向左,大小为
f地=f=μmg
故A正确,BCD错误。
故选:A。
(2023秋 鼓楼区校级期末)学校试卷扫描机器正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张试卷”,进纸系统的结构示意图如图所示,设图中刚好有48张相同的试卷,每张试卷的质量均为m,搓纸轮按图示方向转动带动最上面的第1张试卷向右运动;搓纸轮与试卷之间的动摩擦因数为μ1,试卷与试卷之间、试卷与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为μ2,工作时搓纸轮给第1张试卷压力大小为F。试卷扫描机器正常工作时,下列说法正确的是( )
A.第2张试卷受到第1张试卷的摩擦力方向向左
B.第10张试卷与第11张之间的摩擦力大小为μ2(F+10mg)纸张
C.第48张试卷与摩擦片之间的摩擦力为0
D.要做到“每次只进一张纸”应要求摩擦片
【解答】解:A.第1张纸上表面受到搓纸轮施加的静摩擦力f 向右运动,相对与第2张纸向右运动,根据平衡条件可知,第1张纸必然受到第二张纸向左的摩擦力。根据相
互作用力方向相反的特征,第2张纸受到第1张纸向右的摩擦力,故A错误;
BC.第2张与第3张纸之间的摩擦力及第10张纸与摩擦片之间的摩擦力都是静摩擦力,根据受力平衡条件,可知,大小均为f2,故BC错误;
D.搓纸轮对第1张纸的摩擦力最大值为f1=μ1F
第一张纸受到第二张纸滑动摩擦力f2=μ2(mg+F)
要做到“每次只进一张纸”,需满足f2<f1,即
故D正确。
故选:D。
(2023秋 黄埔区校级期末)如图,用磁扣将卡纸“吸”在黑板上并处于静止状态。下列说法中正确的是( )
A.卡纸一共受到4个力的作用
B.磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向上
C.卡纸与黑板的摩擦力跟卡纸的重力大小相等
D.黑板对卡纸的作用力方向与黑板面不垂直
【解答】解:A、卡纸受到重力,磁扣的压力和摩擦力,黑板的支持力和摩擦力5个力作用,故A错误;
B、根据共点力平衡可知,磁扣受到的摩擦力与重力等大反向,方向竖直向上,则磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向下,故B错误;
C、卡纸竖直方向受到向下的重力,磁扣对卡纸竖直向下的摩擦力和黑板对卡纸竖直向上的摩擦力,根据共点力平衡可知,重力和磁扣对卡纸的摩擦力的合力等于黑板对卡纸的摩擦力,故C错误;
D、黑板对卡纸的作用力为支持力和摩擦力的合力,支持力垂直黑板向外,摩擦力竖直向上,两力的合力与黑板面不垂直,故D正确;
故选:D。
(2023秋 重庆期末)如图所示,一人乘坐电动扶梯(梯面水平)匀速向下运动。关于人的受力情况,下列说法正确的是( )
A.人只受重力
B.人受重力、扶梯的支持力
C.人受重力、扶梯的支持力和摩擦力
D.人受重力、下滑力、扶梯的支持力和摩擦力
【解答】解:人乘坐电动扶梯(梯面水平)匀速向下运动,受力平衡,故人只受重力、扶梯的支持力,水平方向不受力,故B正确,ACD错误。
故选:B。
(2023秋 大连期末)如图,用磁扣将卡纸“吸”在黑板上并处于静止状态。下列说法正确的是( )
A.黑板对卡纸的摩擦力方向竖直向下
B.磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向上
C.卡纸对黑板的摩擦力小于卡纸的重力
D.卡纸对黑板的摩擦力大于卡纸的重力
【解答】解:A.对磁扣和卡纸整体,根据平衡条件可知,竖直方向上受力平衡,黑板对卡纸的摩擦力与磁扣和卡纸整体的重力等大反向,即黑板对卡纸的摩擦力方向竖直向上,故A错误;
B.对磁扣,根据平衡条件可知,竖直方向上受力平衡,卡纸对磁扣的摩擦力与磁扣的重力等大反向,即卡纸对磁扣的摩擦力方向竖直向上,根据牛顿第三定律,磁扣对卡纸的摩擦力方向竖直向下,故B错误;
CD.由A项分析知,黑板对卡纸的摩擦力与磁扣和卡纸整体的重力等大,所以黑板对卡纸的摩擦力大于卡纸的重力,根据牛顿第三定律,卡纸对黑板的摩擦力大于卡纸的重力,故C错误,D正确。
故选:D。
(2023 福建学业考试)如图所示,A,B,C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同,三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示,则下列说法正确的是( )
A.A物体受到的摩擦力方向向左
B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C.B受到的摩擦力沿传送带向下
D.B、C受到的摩擦力方向相反
【解答】解:A、A物体做水平方向的匀速直线运动,水平方向不受摩擦力,故A错误;
BCD、BC物体均有相对传送带向下滑动的趋势,故均受到沿斜面向上的静摩擦力,大小等于mgsinθ,结合A两项的分析可知,故B正确,CD错误;
故选:B。
(2024 七里河区校级开学)水平面上有一重50N的物体,受到F1=12N和F2=6N的两个相反方向的水平力作用而保持静止,已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.(g=10N/kg,最大静摩擦等于滑动摩擦力)
(1)此物体受到的摩擦力为多大?
(2)将F1撤去后,物体所受的摩擦力为多大?
(3)将F2撤去后,物体所受摩擦力多大?
【解答】解:(1)物体的最大静摩擦力为:Fmax=μmg=0.2×50=10N;
F1=12N和F2=6N的两个力的合力为:F=12﹣6=6N,方向与F1的方向相同;合力小于最大静摩擦力,故物体处于平衡状态,故摩擦力等于F2,大小为6N;
(2)将F1撤去后,物体受力大小为6N,并且小于最大静摩擦力,故物体处于平衡状态,故摩擦力大小等于F2的大小;故摩擦力为6N;
(3)将F2撤去后,物体只受F1作用,大小为12N,大于最大静摩擦力,故物体受到的摩擦力为f=μmg=0.2×50=10N;
(2023秋 甘肃期末)如图所示,物体A重40N,物体B重30N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=30N时才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。
【解答】解:以A物体为研究对象,其受力情况如图所示:
物体B对A的压力为:FN2=GB
地面对A的支持力为:FN1=GA+GB
所以A受B的滑动摩擦力为:Ff2=μFN2=μGB
A受地面的摩擦力为:Ff1=μFN1=μ(GA+GB)
又由题意得:F=Ff1+Ff2=μ(GA+2GB)
将F=30N,GA=40N,GB=30N
代入解得:μ=0.3
答:接触面间的动摩擦因数为0.3。
(2022秋 岳阳期末)木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平面上静止不动(如图甲所示),最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。
(1)求木块B受到的摩擦力大小;
(2)现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图乙所示,求木块B所受摩擦力的大小;
(3)现用F=30N的水平拉力作用在木块B上,如图乙所示,当木块A的状态稳定后,求木块A所受摩擦力的大小。
【解答】解:(1)根据滑动摩擦力的计算公式有
0.25×60N=15N
0.25×50N=12.5N
F弹=kx=400×0.02N=8N
由于且
可知A、B木块均静止
由平衡条件可知
(2)F作用B后,B未动,分析B受力有1N+8N=9N
(3)F=30N时,A、B均会开始滑动,A受滑动摩擦力作用fA=μGA
解得fA=12.5N