3.2 摩擦力 过关练 2025-2026学年物理
高一年级人教版(2019)必修第一册
一、单选题
1.关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.摩擦力的方向与物体的运动方向相反,所以摩擦力是阻力
B.摩擦力的方向与物体的运动方向相同
C.静止的物体不可能受滑动摩擦力作用
D.运动的物体也可能受静摩擦力作用
2.武汉新冠肺炎疫情发生后,全国各地都向武汉伸出援助之手。如图为一辆往武汉运输物资的汽车正在水平的平直高速公路上行驶,集装箱放置在汽车上。以下关于集装箱所受汽车摩擦力的说法正确的是( )
A.若汽车做匀速运动,则汽车对集装箱的摩擦力向前
B.若汽车突然加速,集装箱相对汽车向后滑动,则汽车对集装箱的摩擦力向前
C.若遇到突发情况汽车减速,集装箱相对汽车向前滑动,则汽车对集装箱的摩擦力向前
D.无论汽车怎样运动,集装箱都不受摩擦力作用
3.如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是( )
A.M处受到的支持力竖直向上 B.N处受到的支持力竖直向上
C.M处受到的静摩擦力沿MN方向 D.N处受到的静摩擦力沿水平方向
4.如图,一个木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态。其中F1=10N、F2=2N,则摩擦力的大小、方向( )
A.10N,方向向左 B.2N,方向向右
C.8N,方向向左 D.零
5.如图所示,质量为m的木块在质量为M的木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,木板一直静止,则( )
A.木块受到向右的静摩擦力
B.木板受到木块向左的滑动摩擦力
C.木板与地面之间的摩擦力大小为μ1(m+M)g
D.木块给木板的摩擦力大小为μ2mg
6.木块A、B分别重60N和80N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.30,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了4cm,弹簧的劲度系数为400N/m,系统置于水平地面上静止不动。设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,现用的水平拉力作用在木块B上,如图所示,则F作用后木块A、B所受摩擦力的大小分别为( )
A.16N,20N B.18N,20N C.18N,24N D.16N,24N
7.某同学利用图甲所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力,实验台上固定一个力传感器,传感器用细线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的图像如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为
B.在时间内,物块与木板间的摩擦力大小与物块对木板的正压力成正比
C.在时间内,物块静止,所以物块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
D.木板不必做匀速直线运动
8.如图所示,质量为1kg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=1N的作用,取向右为正方向,重力加速度g=10m/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( )
A. B.
C. D.
9.如图所示,木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面间的动摩擦因数均为0.20,夹在A、B之间的弹簧被压缩了1cm,弹簧的劲度系数为400N/m ,系统置于水平地面上静止不动(可认为木块与水平地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)。现用的水平拉力作用在木块B上,此时木块A、B所受摩擦力分别记为和,弹簧弹力大小为,则( )
A.
B.的方向水平向左
C.
D.
二、多选题
10.如图甲所示,重为G的物体在水平向右的压力F作用下静止在竖直墙上,F随时间t均匀减小,如图乙所示,物体与墙的最大静摩擦因数为,物体始终静止设墙对物体的弹力为N、物体与墙的最大静摩擦力为、物体受到的摩擦力为f,下列图象能正确表示各力随时间变化的是
A. B. C. D.
11.如图甲所示,物块和木板叠放在光滑水平实验台上,用一不可伸长的水平轻绳将物块与固定在实验台上的力传感器相连,t=0时,木板开始受到从0开始逐渐增大的水平外力F的作用,测得传感器示数随时间的变化关系如图乙所示,已知物块的质量为m=1kg,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.传感器的示数等于水平拉力F的大小
B.t=1s时,物块与木板间的摩擦力等于2N
C.物块与木板相对滑动时,物块受到的水平向左的摩擦力
D.物块与木板间的动摩擦因数为0.4
三、实验题
12.某同学利用测质量的小型家用电子秤,设计了测量木块和木板间动摩擦因数的实验。如图(a)所示,木板和木块A放在水平地面上,电子秤放在水平地面上,木块A和放在电子秤上的重物B通过跨过定滑轮的轻绳相连。调节滑轮,使其与木块A间的轻绳水平,与重物B间的轻绳竖直。在木块A上放置()个砝码(电子秤称得每个砝码的质量为),向左拉动木板的同时,记录电子秤的对应示数。
(1)实验中,拉动木板时 (填“必须”或“不必”)保持匀速。
(2)用和分别表示木块A和重物B的质量,根据测量数据在坐标纸上绘制出图像,图像斜率的绝对值为,可得木块A和木板间的动摩擦因数 (选用、、、表示)
(3)实验中,因没有考虑木板与桌面间摩擦力,会使该实验的测量结果 (填“偏大”、“偏小”“无影响”)
四、解答题
13.如图所示,质量分别为m1和m2的两物块叠放在一起,用细线跨过定滑轮相连,不计滑轮摩擦,细线都呈水平状态。已知m1与m2之间的动摩擦因数为μ1,m2与地面间动摩擦因数为μ2,为了使m1匀速向右运动,所需水平拉力F为多大
14.如图所示,6本相同的厚书被两块相同的竖直木板夹在中间,书静止不动,已知每本书的质量为m,重力加速度为g,此时两侧对木板施加的水平压力为,木板和书之间、书和书之间的动摩擦因数均相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。则
(1)左侧木板对书的静摩擦力大小、方向是什么?
(2)左侧第2本书对左侧第1本书的摩擦力大小、方向是什么?
(3)左侧第3本书对左侧第2本书的摩擦力大小、方向是什么?
(4)木板和书之间、书和书之间的动摩擦因数至少为多大?
15.如图甲所示为测量静摩擦力的实验装置,质量为的小物块放在水平桌面上。现用力沿水平方向拉小物块,拉力从0开始逐渐增大,木块先静止后运动。用力传感器采集拉力的大小,并用计算机绘制出随时间变化的图像,如图乙所示。小物块运动起来后,如果做匀速直线运动,拉力大小将保持为3.2N。已知重力加速度大小。
(1)由图可知,小物块与水平桌面间的最大静摩擦力为多大?
(2)小物块与桌面间的动摩擦因数是多大?
(3)当用8N的力来拉木块时,木块与地面之间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?大小等于多少?
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D B A C D A D A C AB
题号 11
答案 CD
1.D
【详解】A.摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,因此摩擦力可以是阻力,也可以是动力,A错误;
B.摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,因此摩擦力的方向不一定与物体运动方向相同,B错误;
C.一个接触面粗糙的物体在地面上滑行时,地面受到滑动摩擦力,C错误;
D.当两物体一起做匀变速运动时,受到静摩擦力,D正确;
故选D。
2.B
【详解】A.木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动,也无相对滑动趋势.木箱与汽车间没有摩擦力,故A错误;
B.若汽车突然加速,集装箱由于惯性不会立即与汽车达到共同速度,集装箱相对汽车向后滑动,则汽车对集装箱的摩擦力向前,故B正确;
C.同B项,若遇到突发情况汽车减速,集装箱相对汽车向前滑动,则汽车对集装箱的摩擦力向后,故C错误;
D.由以上分析可知,汽车突然加速或减速时,集装箱受摩擦力作用,故D错误。
故选B。
3.A
【详解】A.M处受到的支持力的方向与地面垂直向上,即竖直向上,故A正确;
B.N处受到的支持力的方向与原木P垂直向上,不是竖直向上,故B错误;
C.原木相对于地有向左运动的趋势,则在M处受到的摩擦力沿地面向右,故C错误;
D.因原木P有沿原木向下的运动趋势,所以N处受到的摩擦力沿MN方向,故D错误。
故选A。
【点睛】
4.C
【详解】对木块受力分析,受木块受重力、支持力、F1、F2和静摩擦力,根据共点力平衡条件
解得
方向向左
C正确,ABD错误。
故选C。
5.D
【详解】ABD.木块相对木板向右运动,故木块受到木板向左的滑动摩擦力,大小为
力的作用是相互的,故木块对木板有向右的滑动摩擦力,大小为μ2mg,故AB错误,D正确;
C.木板静止,所以木板与地面之间的摩擦力为静摩擦力,大小等于木块对木板的摩擦力大小,也为μ2mg,而不能用滑动摩擦力的公式计算,故C错误。
故选D。
6.A
【详解】木块受到的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,木块A受到的最大静摩擦力
木块B受到的最大静摩擦力
弹簧对木块A、B的弹力为
对于木块A,弹簧对木块A的弹力小于木块A受到的最大静摩擦力,所以木块A处于静止状态,根据平衡可得A受到静摩擦力
对于木块B,在水平方向拉力F和弹簧对木块B的弹力的合力为
所以木块B处于静止状态,根据平衡可得B受到静摩擦力为
故选A。
7.D
【详解】AC.由图乙可知,在之后,木块的摩擦力保持不变,为滑动摩擦力,大小约为2.0N,故AC错误;
B.由图乙可知,在1.0~1.2s时间内,摩擦力随外力变化而变化,则摩擦力为静摩擦力,物块与木板间的静摩擦力大小与物块对木板的正压力无关,故B错误;
D.木板和物块发生相对运动后,物块受到的就是滑动摩擦力,木板不一定要做匀速直线运动,故D正确。
故选D。
8.A
【详解】开始物体受到水平向左滑动摩擦力,大小为
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,则物体所受的最大静摩擦力为
可知
所以物体不能被拉动而处于静止状态,受到静摩擦力作用,其大小为,方向向右,为正值。
故选A。
9.C
【详解】C.未加F时,木块AB受力平衡,所受静摩擦力等于弹簧的弹力,弹簧弹力为
F1=kx=400N/m×0.01m=4N
B木块与地面间的最大静摩擦力
A木块与地面间的最大静摩擦力
施加F后,对木块B有
木块B仍然静止,受摩擦力仍为静摩擦力,其大小
fB=F+F1=2N+4N=6N
方向水平向左,故C正确;
D.因为AB仍然静止,故弹簧弹力不变,故D错误;
AB.施加2N的F之后,木块A仍然静止,所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为
fA=F1=4N
方向水平向右,故AB错误。
故选C。
10.AB
【详解】对水平方向上分析可知,物体受到的墙面的支持力一直与压力大小相等,方向相反,故变化规律与F的规律相同,故A正确;最大静摩擦力,故说明最大静摩擦力也随着压力的增大而增大,故变化规律与F规律相同,故B正确;物体保持静止,则说明物体处于平衡状态,摩擦力一直等于重力,故C错误;静摩擦力与压力无关,大小一直等于重力,故D错误.故选AB.
【点睛】本题考查静摩擦力的分析问题,要注意明确静摩擦力大小取决于外力的大小,但最大静摩擦力与正压力是成正比,本题还要注意明确最大静摩擦力取决正压力,与重力是无关的.
11.CD
【详解】A.当开始时木板在力F作用下还没有产生滑动时,传感器的示数等于木块受的摩擦力,而水平拉力F的大小等于木块对木板的摩擦力,当木板开始滑动后,传感器的示数不一定等于水平拉力的大小,故A错误;
B.由图像可知,在0~2s内物块与木板之间为静摩擦力,在t=2s时,最大静摩擦力大于4N,则t=1s时,物块与木板间的摩擦力大于2N,故B错误;
C.由图像可知,物块与木板相对滑动时,物块受到滑动摩擦力大小4N,方向水平向左,故C正确;
D.物块与木板间的动摩擦因数为
故D正确。
故选CD。
12.(1)不必
(2)
(3)无影响
【详解】(1)木块与木板间的滑动摩擦力与两者之间的相对速度无关,则实验拉动木板时不必保持匀速;
(2)对木块、砝码以及重物B分析可知
解得
可知图像斜率的绝对值
解得
(3)木板与桌面间是否有摩擦力,与木板与木块A之间的摩擦力无影响,所以因没有考虑木板与桌面间摩擦力,不影响该实验的测量结果。
13.
【详解】对m1受力分析,如图所示
根据平衡条件可得
对m2受力分析,如图所示
根据平衡条件可得
联立解得
14.(1),竖直向上
(2),竖直向下
(3),竖直向下
(4)
【详解】(1)把6本书看成整体,受力分析,如图所示
由平衡条件有
又有
解得
方向竖直向上。
(2)把右侧5本书看成整体,设左侧第2本书对左侧第1本书的摩擦力大小为、方向竖直向下,对左侧第1本书受力分析,如图所示
由平衡条件有
解得
假设成立,即左侧第2本书对左侧第1本书的摩擦力大小为、方向竖直向下。
(3)把右侧4本书、左侧2本书分别看成整体,设左侧第3本书对左侧第2本书的摩擦力大小为、方向竖直向下,对左侧2本书整体受力分析,如图所示
由平衡条件有
解得
假设成立,即左侧第3本书对左侧第2本书的摩擦力大小为、方向竖直向下。
(4)结合上述分析可知,此状态下,木板和书之间、书和书之间的最大摩擦力为,则有
解得
15.(1)3.4N;(2)0.32;(3)滑动摩擦力,3.2N
【详解】(1)由图可知,小物块与水平桌面间的最大静摩擦力为
(2)由图可知,物块与水平面间的滑动摩擦力为
根据滑动摩擦力公式
解得
(3)当用8N的力来拉木块时,因为拉力大于最大静摩擦,所以木块与地面之间的摩擦力是滑动摩擦力,大小为