2026教科版高中物理必修第一册练习--第三章　3 摩擦力 同步练习（含解析）

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2026教科版高中物理必修第一册
3　摩擦力
基础过关练
题组一　摩擦力的基本概念及产生条件
1.(2025四川仁寿期中)关于摩擦力,下列说法中正确的是 (　　)
A.静止的物体不可能受到滑动摩擦力
B.滑动摩擦力的方向不可能和物体运动的方向相同
C.物体所受摩擦力总是阻碍物体的运动
D.物体受的摩擦力的方向总是和物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反
2.(2025浙江温州期中)下列有关摩擦力的说法正确的是 (　　)
A.有弹力存在时一定有摩擦力,有摩擦力存在时不一定有弹力
B.静摩擦力方向不可能与物体运动方向相同
C.运动的物体不可能受静摩擦力作用
D.同一接触面弹力和摩擦力的方向一定垂直
题组二　摩擦力的判断
3.(2024四川仁寿一中开学考试)人站在自动扶梯的水平踏板上,随扶梯斜向上匀速运动,如图所示,以下说法正确的是 (　　)
A.人受到重力和支持力的作用
B.人受到重力、支持力和摩擦力的作用
C.支持力的方向垂直于斜面
D.摩擦力的方向沿斜面向上
4.
(多选题)(2024福建泉州六中月考)如图所示,人用手握住一个油瓶,并确保能使瓶子静止在竖直方向上,以下说法中正确的是 (　　)
A.手握得越紧,油瓶受的摩擦力就会越大
B.手握得越紧,油瓶与手之间的动摩擦因数就会越大
C.手握得越紧,油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大
D.往油瓶里添油,油瓶受的摩擦力会变大
5.(2025四川眉山期中)自行车的机械碟刹可以让车辆拥有更好的制动性,在同样的刹车过程中,碟刹因更高的稳定度和灵活性,使得刹车距离更短,提供更大的安全性。碟刹由碟刹器与碟刹片两者间的摩擦力实现制动。在一次缓慢刹车的过程中,下列有关机械碟刹说法正确的是 (　　)
A.碟刹器与自行车相对静止,碟刹器受到的是静摩擦力
B.碟刹器上受到的摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相同
C.碟刹器夹住碟刹片的力越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大
D.自行车骑行速度越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大
题组三　摩擦力的大小
6.(甄选真题)(2024广西高考)工人卸货时常利用斜面将重物从高处滑下。如图,三个完全相同的货箱正沿着表面均匀的长直木板下滑,货箱各表面材质和粗糙程度均相同。若1、2、3号货箱与直木板间摩擦力的大小分别为Ff1、Ff2和Ff3,则 (　　)
A.Ff1C.Ff1=Ff37.
(2025四川绵阳测试)如图所示,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置在桌面上的物理书的一半厚度处,A4纸与书页之间的动摩擦因数为0.12,物理书的质量为300 g。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10 m/s2,要把A4纸从书中拉出,且书一直处于静止状态,则拉力至少为(　　)
A.0.36 N　　B.0.24 N　　C.0.18 N　　D.0.12 N
8.(多选题)(2024北京师大附中期末)重为100 N的木箱放在水平地板上,至少要用32 N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30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知 (　　)
A.木箱与地板间的最大静摩擦力为32 N
B.木箱所受的滑动摩擦力为32 N
C.木箱与地板间的动摩擦因数为0.32
D.如果用20 N的水平推力推静止的木箱,木箱所受的摩擦力为20 N
9.(多选题)(2025四川绵阳期中)如图甲所示,一人用由0逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为10 kg的木箱,木箱所受的摩擦力Ff与F的关系如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2,下列说法正确的是 (　　)
　　
A.木箱所受的最大静摩擦力=21 N
B.木箱所受的最大静摩擦力=20 N
C.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.21
D.木箱与地面间的动摩擦因数μ=0.2
10.(多选题)(2025四川广元期中)木块A、B的重力分别为50 N和70 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。与A、B相连接的轻弹簧被压缩了5 cm,弹簧的劲度系数为100 N/m,此时系统置于水平地面上静止不动。若现用F=7 N的水平推力作用在木块A上,如图所示,力F作用后 (　　)
A.木块A所受摩擦力大小为10 N
B.木块A所受摩擦力大小为2 N
C.弹簧的弹力大小为5 N
D.木块B所受摩擦力大小为12 N
11.(2024四川广安友实学校期中)如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于质量m=4.5 kg的物体上,另一端施加一水平拉力F。物体与水平面间的动摩擦因数为0.4,当弹簧拉长至14.5 cm时,物体恰好向右匀速运动。已知物块受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度g=10 m/s2。
(1)求弹簧的劲度系数;
(2)若将弹簧压缩至6 cm,求物体受到的摩擦力;
(3)若将弹簧拉长至16 cm,求物体受到的摩擦力。
能力提升练
题组一　判断摩擦力的有无及方向
1.(2024江苏扬州期末)如图所示是生活中磨刀的情景。磨刀时,磨刀石始终处于静止状态,在人推动厨刀相对磨刀石向前运动的过程中(　　)
A.磨刀石对刀的摩擦力方向向前
B.磨刀石对刀的摩擦力为滑动摩擦力
C.刀相对磨刀石的速度越大,刀所受摩擦力越大
D.刀相对磨刀石的速度越小,刀所受摩擦力越大
2.(多选题)(2024山东青岛五十八中期中)
如图所示,水平地面上的L形木板上放着一小木块,木板与小木块间有一个处于拉伸状态的弹簧,整个装置处于静止状态。下列说法正确的是(　　)
A.木板对小木块无摩擦力作用
B.木板对小木块的摩擦力方向向左
C.地面对木板无摩擦力作用
D.地面对木板的摩擦力方向向右
3.(2024江苏淮安月考)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右
B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C.B受到的摩擦力沿斜面向下
D.B、C受到的摩擦力方向相反
4.(多选题)(2025四川绵阳测试)如图甲、乙所示,倾角为θ的斜面上放置一滑块M,在滑块M上放置一个质量为m的物块,二者相对静止,一起沿斜面匀速下滑;图丙中水平力F作用于A,使A、B、C一起向左匀速运动;图丁为粗糙水平面上放一斜面,斜面上放置着一木块,木块和斜面均静止。下列说法正确的有(　　)
　　
　　
A.甲、乙两图中物块均受到摩擦力
B.图乙中物块不受摩擦力
C.图丙中A对C有向左的摩擦力
D.图丁中水平面对斜面一定没有摩擦力作用
题组二　摩擦力的分析与计算
5.(2025四川广元测试)消防战士在进行徒手爬杆训练时,杆保持竖直,战士先采用“双手互换握杆”的方式保持身体匀速上升,到达杆顶后再采用“手握腿夹”的方式匀速下滑到地面。设战士匀速上升和匀速下滑所受的摩擦力分别为f1和f2,不计空气阻力。则 (　　)
A.f1竖直向上,f2竖直向下
B.f1竖直向下,f2竖直向上
C.f1、f2的大小相等
D.f1是静摩擦力,数值上大于f2
6.(2024福建南平高中期中)已知A与B所受重力分别为GA=10 N,GB=20 N,A与B间的动摩擦因数μ1=0.2,B与水平面间的动摩擦因数μ2=0.3。如图甲、乙所示,现在用大小为8 N的力F分别作用在A、B上,则各物体所受摩擦力的情况是 (　　)
A.甲图中,A不受摩擦力,B受到地面水平向左的大小为8 N的摩擦力
B.甲图中,A受摩擦力为2 N,水平向右,B受地面的摩擦力为6 N,水平向左
C.乙图中,A受摩擦力为2 N,水平向左,B受地面的摩擦力为9 N,水平向左
D.乙图中,A受摩擦力为2 N,水平向左,B受地面的摩擦力为2 N,水平向右
7.
(2025四川眉山测试)如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力F=1 N的作用,取向右为正方向,重力加速度g=10 m/s2,该物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图像是下列图中的 (　　)
　　
　　
8.(2024江西赣州期中)某实验小组用如图甲所示的实验装置来测量铁块与木板间的动摩擦因数。将一铁块和水平木板叠放于水平桌面上,已校准的弹簧测力计一端固定,另一端通过细绳与铁块相连。
　
(1)实验时先测量铁块所受的重力大小G,弹簧测力计的示数如图乙所示,可读出铁块所受的重力大小G=　　　　N。
(2)通过另一根细绳拉着木板向右运动的过程中,读出弹簧测力计的示数F。拉动木板运动时　　　　(填“需要”或“不需要”)确保木板做匀速直线运动,连接铁块与弹簧测力计的细绳　　　　(填“需要”或“不需要”)确保水平。
(3)铁块与木板间的动摩擦因数μ=　　　　(用题中给定的物理量符号表示)。
(4)某同学在实验过程中,先将弹簧测力计竖直悬挂后调零,测完铁块所受的重力后直接按第(2)问中的步骤完成实验。考虑到弹簧本身的重力作用,竖直悬挂时的原长比水平放置时的原长长,实验测得的动摩擦因数　　　　(填“偏大”“偏小”或“准确”)。
9.(2024河南郑州基石中学月考)如图所示,A、B两个质量均为m的物体叠放在水平面上,B的上下表面均水平,A物体与一拉力传感器相连接,连接拉力传感器和物体A的细绳保持水平。从t=0时刻起,用水平向右的外力F=kt作用在B物体上,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B、B与水平面间的动摩擦因数均为μ,重力加速度为g。
(1)求B与地面间的最大静摩擦力大小;
(2)Δt时间后,A、B会相对滑动,求Δt和此时A、B间摩擦力的大小;
(3)请画出拉力传感器的示数随时间t变化的图像。
答案与分层梯度式解析
3　摩擦力
基础过关练
1.D　静止的物体可能受到滑动摩擦力的作用,例如:木块在地上滑动,地面静止,但受滑动摩擦力作用,A错误;滑动摩擦力的方向总是与物体间的相对运动方向相反,但滑动摩擦力的方向可能和物体运动的方向相同,滑动摩擦力也可以是动力,也可以促进物体的运动,B、C错误;物体受的摩擦力的方向总是和物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反,D正确。故选D。
易混易错　 明晰摩擦力中的“三个方向”
运动方向 一般指物体相对地面的运动方向
相对运动 方向 以其中一个物体为参考系,另一物体相对参考系的运动方向,反之亦然
相对运动趋 势的方向 要发生却没有发生的相对运动的方向
2.D　根据摩擦力产生条件可知,有弹力存在时不一定有摩擦力,有摩擦力存在时一定有弹力,A错误;静摩擦力方向一定与物体相对于接触面运动趋势的方向相反,可能与物体运动方向相反,也可能与物体运动方向相同,B错误;运动的物体可能受静摩擦力作用,比如相对于倾斜传送带静止的物块,随传送带向上匀速运动时,物块受到静摩擦力作用,C错误;同一接触面弹力和摩擦力的方向一定垂直,D正确。故选D。
易混易错　 理解摩擦力概念的四个误区
　　(1)误认为“摩擦力方向一定和物体运动方向相反”;
　　(2)误认为“运动的物体只能受到滑动摩擦力”;
　　(3)误认为“Ff=μF压中的F压就等于物体所受的重力大小”;
　　(4)误认为“摩擦力总是阻力”。
3.A　人匀速运动,受到重力和支持力的作用,水平方向不受摩擦力作用,选项A正确,B、D错误;支持力的方向竖直向上,与重力平衡,选项C错误。
4.CD　瓶子保持静止,受力平衡,对瓶子受力分析,竖直方向上受重力和静摩擦力,二力平衡,因而静摩擦力等于重力,手握得越紧,油瓶与手之间的最大静摩擦力就会越大,但是静摩擦力不变,故A、B错误,C正确;往油瓶里添油,油瓶整体的重力变大,所以油瓶受的摩擦力会变大,故D正确。
5.C　碟刹器与碟刹片相对运动,碟刹器受到的是滑动摩擦力,A错误;碟刹器上受到的摩擦力方向与其相对碟刹片的运动方向相反,B错误;由f=μN可知,碟刹器夹住碟刹片的力N越大,碟刹器与碟刹片之间的摩擦力也越大,故C正确;碟刹器与碟刹片之间的摩擦力与二者间的动摩擦因数和正压力大小有关,与自行车骑行速度无关,D错误。故选C。
6.D　根据滑动摩擦力的公式f=μFN可知滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关,只与接触面的粗糙程度和压力大小有关,由题可知三个货箱各表面材质和粗糙程度均相同,压力大小也相同,故摩擦力相同,即Ff1=Ff2=Ff3,故选D。
知识归纳　 对公式Ff=μF压的理解
　　(1)正压力F压是物体与接触面间的压力,其大小根据物体的受力情况确定,不一定等于物体的重力。
　　(2)动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关。
7.A　A4纸从书中拉出的过程,A4纸上下表面都受到滑动摩擦力,拉力至少为F=2f=2μFN=μmg=0.12×300×10-3×10 N=0.36 N,故选A。
8.AD　根据至少要用32 N的水平推力,才能使它从原地开始运动可知,木箱与地板间的最大静摩擦力为32 N,故A正确;根据用30 N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动可知,木箱所受的滑动摩擦力为30 N,故B错误;由公式f=μFN可得,木箱与地板间的动摩擦因数为μ===0.3,故C错误;如果用20 N的水平推力推静止的木箱,推力小于最大静摩擦力,木箱不动,处于静止状态,则木箱所受静摩擦力大小为20 N,故D正确。
方法技巧　 摩擦力大小的计算方法
9.AD
题图解读　
木箱所受的最大静摩擦力=21 N,A正确,B错误;木箱与地面间的滑动摩擦力为f=20 N,则木箱与地面间的动摩擦因数为μ===0.2,C错误,D正确。故选A、D。
10.BC　物体A与地面间的最大静摩擦力为fAm=μmAg=10 N,没有推力F时,弹簧压缩了5 cm,根据胡克定律,弹簧弹力为F弹=kx=100 N/m×0.05 m=5 N,对木块A受力分析,受到重力、支持力、弹簧弹力和地面的静摩擦力,由于物体保持静止,有fA=F弹=5 N,对木块施加向右的推力F后,推力F和弹簧弹力F弹的合力为2 N,方向向右,故地面对A有向左的2 N的静摩擦力,物块A仍静止,选项A错误,B、C正确;对木块B受力分析,受到重力、支持力、弹簧向右的弹力和地面向左的静摩擦力,由于物体仍保持静止,地面的静摩擦力等于5 N,向左,选项D错误。故选B、C。
11.答案　(1)400 N/m　(2)16 N,方向水平向右　 (3)18 N,方向水平向左
解析　(1)当物体匀速运动时,根据胡克定律有 F1=kx1
弹簧的形变量为 x1=L1-L0=4.5 cm
由平衡条件有 FN=G=45 N
物体恰好匀速运动,则 F1=Ff=μFN=18 N
解得k=400 N/m
(2)弹簧的压缩量为x2=L0-L2=4 cm
弹簧的弹力大小为 F2=kx2=16 N
由于F2小于最大静摩擦力18 N,故物体受静摩擦力,大小为16 N,方向水平向右
(3)弹簧的形变量为x3=L3-L0=6 cm
弹簧的弹力 F3=kx3=24 N>18 N
则物体受滑动摩擦力,大小为18 N,方向水平向左。
能力提升练
1.B　刀相对磨刀石向前运动,则磨刀石对刀的摩擦力方向向后,A错误;磨刀石相对刀滑动,磨刀石对刀的摩擦力为滑动摩擦力,B正确;根据f=μFN,滑动摩擦力与正压力及动摩擦因数有关,与相对速度无关,C、D错误。
2.BC　对小木块受力分析,小木块受到重力、支持力、弹簧水平向右的弹力和木板的摩擦力,根据平衡条件知,木板对小木块的摩擦力方向向左,故A错误,B正确;对整体受力分析,在竖直方向上受到的重力和地面的支持力平衡,若地面对木板有摩擦力,则整体合力不为零,整个装置不可能处于静止状态,故地面对木板无摩擦力作用,C正确,D错误。
3.B　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;B、C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,B正确,C、D错误。
易混易错　不能确定相对运动趋势的方向导致出错。可用假设法来判断相对运动趋势的方向,先假设接触面光滑,两物体间的相对运动方向就是相对静止情境下的相对运动趋势的方向。
4.CD　甲图中,物块和滑块均做匀速直线运动,二者之间没有相对滑动趋势,所以物块不受摩擦力;乙图中,物块有相对M向下滑动的趋势,所以物块受摩擦力,选项A、B错误;丙图中,C有相对A向右滑动的趋势,所以A对C有向左的摩擦力,选项C正确;图丁中,斜面相对水平面没有相对滑动的趋势,水平面对斜面一定没有摩擦力作用,选项D正确。故选C、D。
5.C　消防战士采用“双手互换握杆”的方式匀速上升时,战士所受的摩擦力是静摩擦力,根据平衡条件可知,静摩擦力f1方向沿杆竖直向上,大小为f1=mg,采用“手握腿夹”的方式匀速下滑时,战士所受的摩擦力是滑动摩擦力,根据平衡条件可知,f2方向沿杆竖直向上,大小为f2=mg,故选C。
考场速解　
6.A　题图甲中,B与地面间的最大静摩擦力fBmax=μ2(GA+GB)=9 N,由于拉力F=8 N<9 N,所以A、B静止不动,A不受摩擦力,B受到8 N的静摩擦力,方向水平向左,选项A正确,B错误;题图乙中,A与B之间的最大静摩擦力fAmax=μ1GA=2 N,由于拉力F=8 N>2 N,所以A、B发生相对滑动,A受到的滑动摩擦力大小为2 N,方向向左,对B进行受力分析可知,A对B的滑动摩擦力向右,大小是2 N,小于B和地面之间的最大静摩擦力9 N,B静止不动,由平衡条件可知地面对B的静摩擦力大小是2 N,方向水平向左,选项C、D错误。
易混易错　不能确定图甲中A与B之间是否会有相对运动趋势导致出错,本题采用假设法可以有效分析物体是否受静摩擦力作用。
7.A　开始物体受到水平向左的滑动摩擦力,大小为f=μmg=0.2×1×10 N=2 N,受力分析可知物体做匀减速直线运动,当物体的速度减到零时,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,fm=μmg=2 N,可知F8.答案　(1)3.10　(2)不需要　需要　(3)　
(4)偏小
解析　(1)根据题图乙可得,弹簧测力计的示数为3.10 N。
(2)只要木板运动,铁块受到的力就是滑动摩擦力,就可以通过弹簧测力计的示数读出滑动摩擦力大小,故不需要确保木板做匀速直线运动;为使细绳的拉力始终等于滑动摩擦力,需要确保连接铁块与弹簧测力计的细绳水平。
(3)弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力,故有F=μG,可得μ=。
(4)先将弹簧测力计竖直悬挂后调零,测铁块所受的重力,考虑了弹簧本身的重力作用,则重力测量准确;水平测拉力时,由于未在水平情况下调零,则测力计所测拉力偏小,根据μ=知,测得的动摩擦因数偏小。
9.答案　(1)2μmg　(2)　μmg　 (3)图见解析
解析　(1)对A、B整体分析,则B对地面的压力大小为NB=2mg
B与地面间的最大静摩擦力为fBmax=μNB=2μmg。
(2)Δt时间后,A、B发生相对滑动,此时A、B间的滑动摩擦力的大小为fAB=μNA=μmg
对B分析可知F=k·Δt=fBmax+fAB
解得Δt=。
(3)对A分析可知,Δt时刻以后,拉力传感器的示数恒定,F传=fAB=μmg
假设t1时刻前,外力F与地面对B的摩擦力平衡,此过程传感器上无示数,则有kt1=fBmax,解得t1=
由F=kt可知,在~时间内,F传随时间t线性增大,拉力传感器的示数随时间t变化的图像如图所示
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