【高中物理粤教版（2019）必修第一册同步练习】 第三节摩擦力

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【高中物理粤教版（2019）必修第一册同步练习】
第三节摩擦力
一、单选题
1．如图所示，物块在固定的粗糙斜面上自由下滑的过程中，物块受力的个数为（　　）
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
2．关于摩擦力下列说法正确的是（　　）
A．静摩擦力产生在两个静止的物体之间，滑动摩擦力产生在两个运动的物体之间
B．静摩擦力可以作为动力、阻力，而滑动摩擦力只能作为阻力
C．有摩擦力一定存在弹力
D．摩擦力的大小与压力大小成正比
3．如图所示，在μ=0.2的水平面上向右运动的物体，质量为20kg。在运动过程中，还受到一个水平向左的大小为20N的拉力F的作用，则物体受到的滑动摩擦力为（g=10N/kg）（　　）
A．40N，向右 B．40N，向左 C．20N，向右 D．20N，向左
4．下列说法正确的是（　　）
A．有静摩擦力一定有弹力
B．重心就是物体的几何中心
C．弹力越大，静摩擦力越大
D．滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
5．如图，水平地面上一质量为m的木箱，受到与水平方向夹角为θ的推力F的作用。已知木箱与地面间的动摩擦因数为μ，关于木箱受到摩擦力的大小，下列判断正确的是（　　）
A．若木箱静止，则摩擦力一定等于μmg
B．若木箱静止，则摩擦力一定等于μ（Fsinθ+mg）
C．若木箱加速运动，则摩擦力一定大于μ（Fsinθ+mg）
D．不论木箱处于静止还是匀速运动，摩擦力都一定等于Fcosθ
6．一质量为 2kg 的物体，在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动，当运动一段时间后，拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动，图中给出了拉力随位移变化的关系图象。已知重力加速度g =10m/s2，由此可知（　　）
A．物体与水平面间的动摩擦因数约为0.25
B．减速过程中拉力对物体所做的功约为12J
C．匀速运动时的速度约为6m/s
D．减速运动的时间约为1.7s
二、多选题
7．如图所示是一种“鱼虾自动分离装置”的简化结构图，此装置可以实现机械化分离鱼和虾。分离器出口在倾斜传送带中段适当位置正上方一定高度，鱼虾下落到传送带时均有沿斜面向下的初速度，最终虾均能被传送至下端收集箱中，鱼均能被传送到上端收集箱中，已知传送带与水平面间夹角为，始终以恒定速率顺时针转动．则下列说法正确的是（　　）
A．鱼和虾在传送带上运送的过程所受的摩擦力方向始终沿斜面向上
B．虾在传送带上做加速直线运动，鱼在传送带上做减速直线运动
C．虾与传送带间的动摩擦因数有可能小于
D．鱼与传送带间的动摩擦因数一定大于
三、填空题
8．某实验小组器材有：光电门、数字计时器、刻度尺、游标卡尺和有遮光条的小物块。用如图所示的实验装置测量小物块与粗糙水平面之间的动摩擦因数μ。曲面AB固定在水平面上，其与水平面相切于B点，P为接有数字计时器的光电门，实验时将带有遮光条的小物块m从曲面AB上某点自由释放，小物块通过光电门P后停在水平面上的C点。已知当地重力加速度为g。为了测量动摩擦因数，用游标卡尺测出较窄遮光条宽度d和数字计时器测量的遮光时间t，还需要测量的物理量及其符号是　 　，动摩擦因数μ= 　 　(利用测量的量表示)。
9．如图甲所示，为了测量滑块与木板间的动摩擦因数，某同学将带有滑轮的长木板放置在水平桌面上，在靠近滑轮的B处固定一个光电门，用质量为m的重物通过细线（与长木板平行）与质量为M的滑块（带遮光条）连接，细线的长度小于重物离地面的高度。将滑块从A点由静止释放，测出A、B之间的距离s和遮光条经过光电门时的遮光时间t。保持滑块和悬挂的重物的质量不变，改变释放点A与B间的距离s，多次测量最终完成实验。
建立 坐标系，描出图线如图乙所示，求得图线的斜率为k，则滑块与木板间的动摩擦因数μ＝　 　
（用斜率k、重力加速度g、遮光条的宽度d、滑块质量M和重物质量m表示）。
10．某同学均设计了测动摩擦因数的实验．已知重力加速度为g．甲同学所设计的实验装置如图所示．其中A为一质量为M的长直木板，B为木板上放置的质量为m的物块，C为物块右端连接的一轻质弹簧测力计．实验时用力将A从B的下方抽出，通过C的读数F1即可测出动摩擦因数．则该设计能测出　 　（填“A与B”或“A与地面”）之间的动摩擦因数，其表达式为　 　．
11．如图所示，用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上，F=50N．方向垂直于墙，若物体匀速下滑，则墙和物体间动摩擦因数是　 　；若撤去力F，当铁块沿着墙壁自由下落时，铁块受到的滑动摩擦力　 　 N （g=10m/s2）
四、计算题
12．如图，通过施加一水平力，并用木板P将8个质量均为的相同木块夹在竖直墙壁之间，木板与木块均处于静止状态。木块之间的动摩擦因数为、木块与木板、墙壁之间的动摩擦因数为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为，求：
（1）4、5木块之间的摩擦力大小；
（2）施加在轻质木板上的最小水平力。
五、解答题
13．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.系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平向左拉力作用在木块A上，如图所示，求力F作用后木块A、 B所受摩擦力的大小。
14．在某一个探究实验中，实验员将某物体以某一确定的初速率v0沿斜面向上推出（斜面足够长且与水平方向的倾角θ可调节），设物体在斜面上能达到的最大位移为sm实验测得sm与斜面倾角θ的关系如图所示，g取10m/s2，求：物体的初速率v0 和物体与斜面间的动摩擦因数μ．
15．如图所示，质量m=4kg的工件静置在水平地面上，现对工件施加一水平拉力，拉力大小随时间变化规律如图乙所示。已知工件与地面间的动摩擦因数μ=0.4，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g=10m/s2。求0.5s时工件的速度。
六、综合题
16．质量为2kg的物体静止在水平地面上，如下图所示，物体与地面间的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等，给物体一水平推力F。（取g=10 m/s2）
（1）当推力大小为5N时，地面对物体的摩擦力是多大？
（2）当推力大小为12N时，地面对物体的摩擦力是多大？
（3）物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力是多大？
17．重量为100N的木箱放在水平地面上，至少要35N的水平推力，才能使它从原地开始运动，木箱从原地移动以后，用30N的水推力就可以使木箱匀速滑动，求：
（1）木箱与地面间的最大静摩擦力
（2）木箱与地面的动摩擦因数
（3）如果用20N的水平推力推静止木箱，木箱所受的摩擦力是多少？
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】重力与重心；形变与弹力；力和力的图示；滑动摩擦力与动摩擦因数
2．【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力
3．【答案】B
【知识点】摩擦力的判断与计算
4．【答案】A
【知识点】重力与重心；形变与弹力；滑动摩擦力与动摩擦因数
5．【答案】D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力
6．【答案】C
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
7．【答案】A,C,D
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
8．【答案】P点与C点之间的水平距离s；
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
9．【答案】 ﹣
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
10．【答案】A与B；
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
11．【答案】0.2；0
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力
12．【答案】（1）解：根据题意，将8个木块看成整体，受力分析，受木板向上的摩擦力、墙壁向上的摩擦力和本身的重力，由平衡条件有
解得
方向向上，同理把2、3、4、5、6、7看成整体，1对2的摩擦力为，8对7的摩擦力为，则有
解得
同理可得2对3，7对6的摩擦力为，3对4，6对5的摩擦力为，设5对4的摩擦力为，对4受力分析，由平衡条件有
解得
（2）解：根据题意，由公式，结合上述分析可知，木板与木块之间，木板与墙壁之间的压力最小为
木块与木块之间的压力最小为
则施加在轻质木板上的最小水平力为。
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；摩擦力的判断与计算
13．【答案】解：弹簧弹力为：F1=kx=400N/m×0.02m=8N
A木块与地面间的最大静摩擦力为：fAm=μGA=0.25×50N=12.5N
B木块与地面间的最大静摩擦力为：fBm=μGB=0.25×60N=15N
用F=1N的水平拉力作用在木块B上，木块B受弹簧向右的弹力为8N，拉力为1N，共9N，小于最大静摩擦力，故静摩擦力为9N，向左。
木块A受到向左的弹力为8N，小于最大静摩擦力，A不动，所以静摩擦力为8N，向右。
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
14．【答案】解：当 时，物体做竖直上抛运动，由图知最大高度为：sm=10m
由0﹣ =﹣2gsm
解得：v0= = m/s=10 m/s=14.14m/s
当θ=0时，sm=10 m，物体沿水平方向做匀减速运动，根据动能定理得：
﹣μmgsm=0﹣
解得：μ= = = =0.577．
答：物体的初速率v0为14.14m/s，物体与斜面间的动摩擦因数μ为0.577．
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
15．【答案】由题意可知物体由静止开始运动，当物体开始运动时有
F随时间变化的关系为
可知物体开始运动的时间为 ，乙图F-t图像围成的面积即为 F的冲量
由动量定理
解得0.5s时工件的速度为
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数
16．【答案】（1）解：由题意可知，物体在地面上能够受到的最大静摩擦力为
当F1=5N时，有
此时物体将静止，根据二力平衡可知地面对物体的摩擦力大小为
（2）解：当F2=12N时，有
此时物体将相对地面滑动，则地面对物体的摩擦力大小为
（3）解：物体运动过程中突然把推力去掉，此时地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力，其大小仍为10N
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力
17．【答案】（1）解：木箱未被推动前，静摩擦力随推力增大而增大，当木箱刚被推动时木箱与地面间的静摩擦力达到最大，恰好等于此时的推力．由题木箱与地面间的最大静摩擦力Fm=35N．
（2）解：木箱从原地移动以后，做匀速运动时，滑动摩擦力与水平推力平衡，则有f=30N，木箱对地的压力等于木箱的重力，即N=100N，由f=μN得
（3）解：如果用20N的水平推力推静止木箱，推不动，则木箱处于平衡状态，故木箱所受的摩擦力是20N。
【知识点】滑动摩擦力与动摩擦因数；静摩擦力
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