人教版（2019） 必修 第一册 3.2 摩擦力同步练习（含解析）

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3.2　摩擦力
一、单选题
1.如图所示的下列几种情形中,研究对象受到的摩擦力方向与运动方向相同的是(　　)
A. 图甲:沿斜面匀速下滑的物块 B. 图乙:在草地上滚动的足球
C. 图丙:水平地面上匀速运动的木箱 D. 图丁:轻放在运动的水平传送带上的物块(与传送带共速前)
2.关于由滑动摩擦力公式推出的μ=,下列说法正确的是(　　)
A. 动摩擦因数μ与滑动摩擦力Ff成正比,Ff越大,μ越大
B. 动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小
C. 相同的条件下,接触面积越大,动摩擦因数越大
D. 动摩擦因数μ的大小与两物体接触面的粗糙程度及材料有关
3.一物体置于粗糙水平地面上,如图所示不同的放法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接触面间的动摩擦因数均相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是(　　)
A. F甲>F乙>F丙 B. F乙>F甲>F丙
C. F丙>F乙>F甲 D. F甲=F乙=F丙
4.所受重力为500 N的雪橇,在平坦的雪地上用10 N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。如果雪橇再载500 N的货物,那么,雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力大小是(　　)
A. 10 N B. 20 N C. 510 N D. 500 N
5.如图所示,静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用。已知F1=10 N,F2=2 N,则木块受到的摩擦力大小为(　　)
A. 2 N B. 10 N C. 8 N D. 12 N
6.图甲中小明用60 N的水平力推木箱,此时木箱受到的摩擦力为F1;图乙中小明用100 N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受到的摩擦力为F2;图丙中小明把木箱推动了,此时木箱受到的摩擦力为F3。已知木箱对地面的压力为300 N,木箱与地面间动摩擦因数为0.3,则F1、F2、F3的大小分别为(　　)
A. 0 N,100 N,300 N B. 60 N,100 N,90 N
C. 60 N,100 N,300 N D. 0 N,100 N,90 N
7.在日常生活中,经常遇到与摩擦力有关的问题,你认为下列说法中正确的是(　　)
A. 人走路时,会受到滑动摩擦力作用
B. 消防队员双手握住竖立的竹竿匀速上攀时,所受的摩擦力的方向是向下的;匀速滑下时,所受的摩擦力的方向是向上的
C. 用手竖直握住酒瓶停留在空中,当增大手的用力,酒瓶所受的摩擦力不变
D. 在结冰的水平路面上撒些盐,只是为了使人走上去不易滑倒
8.如图所示,质量均为m的甲、乙两只猴子分别沿着竖直固定的硬直杆匀速上爬和下滑,重力加速度为g,猴子与杆之间的动摩擦因数为μ,下列说法正确的是(　　)
A. 杆对甲、乙的摩擦力均是滑动摩擦力 B. 甲相对杆的运动趋势方向向上,乙相对杆的运动方向向下
C. 乙与杆之间的弹力为 D. 甲上爬时抓得越紧,所受摩擦力越大
9.如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法正确的是(　　)
A. 黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力
B. 摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比
C. 压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
D. 若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中也可能把字擦掉
10.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,当用水平力F=3 N推木板,使它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力为(　　)
A. 3 N B. 2 N C. 1.5 N D. 0.5 N
11.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行,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,重力加速度为g,木板一直静止,那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力大小分别为(　　)
A. μ2mg　μ1Mg B. μ2mg　μ2mg
C. μ2mg　μ1(m+M)g D. μ2mg　μ1Mg+μ2mg
12.一本质量为m的书平放在水平桌面上,将一张A4纸夹在书页间,如图所示。已知书与桌面间的动摩擦因数为μ,A4纸与书页间的动摩擦因数为2μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A4纸的质量忽略不计。现有一水平向右的力F作用于A4纸上,若要使书与A4纸一起运动,则A4纸上面书页的质量应至少大于(　　)
A. B. C. D.
13.如图所示，用F＝50 N的水平推力，将质量为1 kg的物块压在竖直墙面上，当物块静止时 (重力加速度g取10 m/s2)(　　)
A. 50 N B. 40 N
C. 10 N D. 1 N
14.水平桌面上一重力为200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数是0.2。当依次用25 N和60 N的水平拉力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)
A. 45 N　60 N B. 25 N　0
C. 25 N　60 N D. 25 N　40 N
15.如图所示，在动摩擦因数μ＝0.1的水平桌面上向右运动的物体，质量为4 kg，在运动过程中，还受到一个方向向左的大小为3 N的拉力作用。则物体受到的摩擦力为(重力加速度g＝10 m/s2)(　　)
A. 3 N，水平向右 B. 4 N，水平向右
C. 4 N，水平向左 D. 3 N，水平向左
16.如图，一端固定的弹簧测力计拉住一块重力为G的物块，现用水平拉力F将放置在物块下的长木板拉出，物块保持静止，弹簧测力计的读数为FT，则下列关于物块与木板间的动摩擦因数μ的表达式正确的是(　　)
A. μ＝ B. μ＝
C. μ＝ D. μ＝
17.如图所示,放在粗糙水平桌面上的一个物体,同时受到水平方向的两个力,F1=10 N,方向向右,F2=16 N,方向向左,当F2从16 N逐渐减小到零时,物体始终保持静止,物体与桌面间摩擦力大小变化情况是(　　)
A. 先减小后增大,方向先向右后向左 B. 先增大后减小,方向先向左后向右
C. 逐渐减小,方向一直向右 D. 逐渐增大,方向一直向左
二、多选题
18.如图所示为皮带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则(　　)
A. 如果货物A随传送带一起向上匀速运动,A受到沿传送带向上的摩擦力
B. 如果货物A随传送带一起向下匀速运动,A受到沿传送带向下的摩擦力
C. 如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力
D. 如果货物A和传送带都静止,A对传送带有沿传送带向下的摩擦力
19.某同学用如图甲所示的装置研究摩擦力,重为50 N的长木板A放在光滑的水平面上,重为20 N的木块B放在长木板上,木块B与力传感器用水平细线连接,开始时细线刚好伸直,给长木板A施加一个水平向右、大小不断变大的水平拉力F,力传感器的示数F'与拉力F的关系图像如图乙所示,下列说法正确的是(　　)
A. 图乙表明,木块B受到的静摩擦力与正压力有关
B. 实验中,木块B受到的最大静摩擦力为12 N
C. 木块B与长木板A之间的动摩擦因数为0.5
D. 若在木块B上再放一个木块,则木块B与长木板A间的最大静摩擦力不变
20.如图所示为表面粗糙的倾斜皮带传输装置,皮带的传动速度保持不变。物体被无初速度地放在皮带的底端A处,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置B后就不再相对皮带滑动,而是随皮带一起匀速运动,直至到达顶端C,在传送过程中,物体(　　)
A. 在AB段受到的摩擦力为沿皮带向上的滑动摩擦力
B. 在AB段受到的摩擦力为沿皮带向下的滑动摩擦力
C. 在BC段不受静摩擦力
D. 在BC段受沿皮带向上的静摩擦力
21.如图所示,用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间均匀减小,到t1时刻,F减小为零。物体所受的摩擦力Ff随时间t变化的图像可能是(　　)
22.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. 油瓶受到的摩擦力方向竖直向上
B. 手握得越紧，油瓶受到的摩擦力就会越大
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，油瓶受到的摩擦力会增大
三、计算题
23.如图所示,质量为2 kg的物体放在水平地板上,用一原长为6 cm的轻质弹簧水平拉该物体,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为8 cm。已知弹簧的劲度系数k=100 N/m,g取10 m/s2。求:
(1)物体所受滑动摩擦力的方向和大小;
(2)物体与地板间的动摩擦因数μ;
(3)若在物体运动过程中撤去拉力,在物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦力是多大。
24.如图所示,用水平力F将一木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6 N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25,问:
(1)当F=25 N时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为多大
(4)当F=6 N时,木块受到的摩擦力又为多大
25.在我国东北寒冷的冬季，有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇，总质量为100 kg。在水平的雪地上，拉橇狗只需要在水平方向用20 N拉力就能够拉着雪橇匀速直线前进，重力加速度g取10 m/s2，求：
(1)钢制滑板与水平雪地之间的动摩擦因数；
(2)如果雪橇上再坐上一位20 kg的少年，拉橇狗需要在水平方向用多大拉力才能够拉着雪橇匀速直线前进？
26.如图甲所示,先竖直放置轻质弹簧,在其上方放置一个质量为0.2 kg的重物,待系统静止时测得弹簧压缩量为2 mm。再用轻质弹簧水平放置向左轻轻地推这个重物,当重物和轻质弹簧恰好一起在水平面上做匀速运动,测得该轻质弹簧的压缩量为1.5 mm,如图乙所示(轻质弹簧始终处于弹性限度内,g=10 m/s2)。求:
(1)轻质弹簧的劲度系数k;
(2)重物与水平面间的动摩擦因数μ。
3.2　摩擦力
答案与解析
1.【答案】D
【解析】沿斜面匀速下滑的物块,受到沿斜面向上的滑动摩擦力,故A错误;在草地上滚动的足球,受到的摩擦力与运动方向相反,故B错误;水平地面上匀速运动的木箱,受到的摩擦力与运动方向相反,故C错误;物块轻放上运动的传送带后与传送带共速前,受到向右的摩擦力,将向右运动,摩擦力与运动方向相同,故D正确。
2.【答案】D
【解析】动摩擦因数与两物体接触面的粗糙程度及材料有关,与正压力、接触面积及滑动摩擦力无关,选项A、B、C错误,D正确。
3.【答案】D
【解析】滑动摩擦力Ff=μFN,滑动摩擦力与接触面间的动摩擦因数以及正压力有关,与接触面的大小无关,三种情况下μ相同,FN也相等,三种情况下物体受到的滑动摩擦力大小相等,故D正确。
4.【答案】B
【解析】由题意可知,μ====0.02,如果雪橇再载500 N的货物,则雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力Ff'=μ(mg+m'g)=0.02×1 000 N=20 N,故B正确。
5.【答案】C
【解析】由于F1>F2,木块有向右运动的趋势,所以静摩擦力Ff方向水平向左;又由三力平衡有F1-F2-Ff=0,解得Ff=F1-F2=8 N,故C正确。
6.【答案】B
【解析】用60 N的水平力没推动,木箱受力平衡,静摩擦力等于推力,F1=60 N;用100 N的水平力恰好能推动,此时木箱受到的静摩擦力达到最大值,即F2=100 N;木箱运动之后,木箱受到的滑动摩擦力F3=μFN=90 N,故B正确。
7.【答案】C
【解析】人走路时,脚相对地面有运动的趋势,会受到静摩擦力作用,故A错误;消防队员双手握住竖立的竹竿匀速上攀和匀速滑下时,所受的摩擦力都是与重力平衡,摩擦力方向都是向上的,故B错误;用手竖直握住酒瓶停留在空中,当增大手的用力,酒瓶所受的摩擦力不变,与重力的大小相等,故C正确;在结冰的水平路面上撒些盐,可以降低冰的熔点,加快冰的熔化,同时通过增大接触面的粗糙程度来增大最大静摩擦力,使人走上去不易滑倒,故D错误。
8.【答案】C
【解析】杆对甲的摩擦力是静摩擦力,杆对乙的摩擦力是滑动摩擦力,故A错误;甲相对杆的运动趋势方向向下,乙相对杆的运动方向向下,故B错误;由Ff=μFN和Ff=mg,可得FN=,故C正确;甲所受的摩擦力是静摩擦力,始终等于甲的重力,故D错误。
9.【答案】C
【解析】黑板擦相对黑板滑动,黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,故A错误;摩擦力的大小与手压黑板擦的力成正比,与黑板擦的重力无关,故B错误;根据滑动摩擦力公式Ff=μFN可知,滑动摩擦力与压力成正比,所以压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大,故C正确;若黑板擦不小心脱手,黑板擦对黑板的压力为零,则不存在摩擦力,即在自由下落的过程中不可能把字擦掉,故D错误。
10.【答案】B
【解析】因为木板被推动,所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力,木板对桌面的压力为FN=mg=10 N,桌面对木板的滑动摩擦力为Ff=μFN=2 N,B正确。
11.【答案】B
【解析】因为木板一直静止,在水平方向上,木板所受地面的静摩擦力与木块对它的滑动摩擦力大小相等、方向相反,木块对木板的压力大小等于mg,故Ff=μ2FN=μ2mg,则木块受到的滑动摩擦力为μ2mg,选项B正确。
12.【答案】C
【解析】设A4纸上面的书页的质量为m0,若要使书与A4纸一起运动,则F≤2×2μm0g,且F>μmg,所以2×2μm0g>μmg,解得m0>,故C正确。
13.【答案】C
【解析】物块静止，根据二力平衡，在竖直方向上Ff＝mg＝1×10 N＝10 N。故选C。
14.【答案】D
【解析】最大静摩擦力为Ffmax＝μFN＝μG＝0.2×200 N＝40 N，用25 N的水平拉力拉此物体时，物体处于静止状态，物体受到静摩擦力作用，则有Ff静＝F1＝25 N，用60 N的水平拉力拉此物体时，物体处于运动状态，物体受到滑动摩擦力作用，则有Ff动＝μFN＝μG＝0.2×200 N＝40 N，故选D。
15.【答案】C
【解析】物体受到的滑动摩擦力大小为Ff＝μmg＝4 N，滑动摩擦力方向与物体相对桌面的运动方向相反，为水平向左，A、B、D错误，C正确。
16.【答案】A
【解析】物块受力平衡，由力的平衡条件得，水平方向FT＝Ff1，竖直方向FN＝G，摩擦力Ff＝μFN，解得μ＝。故选A。
17.【答案】A
【解析】物体处于平衡状态,所受合外力为零,所以摩擦力为Ff=F2-F1,因为F2逐渐减小,所以摩擦力先减小,方向向右;当F218.【答案】AD
【解析】货物A与传送带保持相对静止,所以受静摩擦力,静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反。如果货物A随传送带一起向上匀速运动,有相对于传送带向下滑动的趋势,那么A受到的摩擦力的方向沿传送带向上,如果货物A随传送带一起向下匀速运动,则A受到的静摩擦力方向沿传送带向上,故A项正确,B项错误;如果货物A和传送带都静止,A相对于传送带有向下的运动趋势,传送带相对于A有向上的运动趋势,则A给传送带的摩擦力方向沿传送带向下,故C项错误,D项正确。
19.【答案】BC
【解析】因A、B之间的弹力是一定的,题图乙表明,木块B受到的静摩擦力随外力增加而增大,无法说明静摩擦力与正压力有关,故A错误;由题图乙可知,当A、B间的静摩擦力增加到12 N时,再增加拉力时,摩擦力突然减小,可知木块产生了滑动,说明实验中,木块B受到的最大静摩擦力为12 N,故B正确;由题图乙可知木块B与长木板A之间的滑动摩擦力为Ff=10 N,则动摩擦因数为μ===0.5,故C正确;若在木块B上再放一个木块,则正压力变大,根据Ffm=μFN可知,木块B与长木板A间的最大静摩擦力变大,故D错误。
20.【答案】AD
【解析】当物体被无初速度地放在皮带底端A处时,物体相对皮带向下滑动,即在AB段物体受到沿皮带向上的滑动摩擦力,故A正确;在BC段,物体相对皮带有向下运动的趋势,受到沿皮带向上的静摩擦力,故D正确。
21.【答案】AD
【解析】由题意可知,物体原来在匀速运动,从t=0时刻起,拉力F开始均匀减小,t1时刻拉力减小为零,0~t1时间内的摩擦力有两种可能:一是当拉力为零时,物体仍在滑动,则受到的一直是滑动摩擦力,即大小不变,A正确;二是当拉力减小为零前,物体已静止,则先是滑动摩擦力,后是静摩擦力,滑动摩擦力大小不变,而静摩擦力的大小与拉力相等,此时拉力小于滑动摩擦力大小,D正确,B、C错误。
22.【答案】ACD
【解析】油瓶保持静止，受力平衡，竖直方向上油瓶受重力和静摩擦力，二力平衡，因而静摩擦力大小等于重力大小，方向竖直向上，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、C正确，B错误；往油瓶里添油，重力变大，所以油瓶受到的摩擦力会增大，故D正确。
23.【答案】(1)与运动方向相反　2 N　(2)0.1　(3)2 N
【解析】(1)当弹簧拉着物体匀速前进时,此时物体受到弹簧的弹力与地面的摩擦力是一对平衡力,有Ff=F=kx
代入数据解得Ff=2 N
方向与运动方向相反。
(2)又因为Ff=μFN
FN=mg=20 N
联立解得μ==0.1。
(3)撤去拉力后,物体继续向前滑行的过程中,物体受到的摩擦力依然为滑动摩擦力,而物体与地面的动摩擦因数没变,对地面的压力没变,故物体受到的滑动摩擦力不变,即Ff'=Ff=2 N。
24.【答案】(1)6 N　(2)6 N　(3)2.5 N　(4)1.5 N
【解析】(1)当F=25 N时,木块没有动,则木块在竖直方向上受到的重力和静摩擦力平衡,即
Ff1=G=6 N。
(2)当F增大为30 N时,木块仍静止,木块在竖直方向上仍然只受重力和静摩擦力,且二力平衡,即Ff2=G=6 N。
(3)当F=10 N时,木块沿墙壁下滑,此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,在水平方向上,木块受水平力F和墙壁的弹力,二力平衡,则FN=F=10 N,则Ff3=μFN=0.25×10 N=2.5 N。
(4)当F=6 N时,FN'=6 N,木块沿竖直墙壁下滑,则木块受到的滑动摩擦力Ff4=μFN'=0.25×6 N=1.5 N。
25.【答案】(1)0.02　(2)24 N
【解析】(1)因为拉橇狗拉着雪橇在水平雪地上沿直线匀速滑行，根据二力平衡，雪橇受到的拉力和摩擦力大小相等，因此拉橇狗对雪橇水平方向的拉力大小F＝Ff＝μmg
钢制滑板与水平雪地之间的动摩擦因数
μ＝＝0.02
(2)拉橇狗拉着雪橇匀速直线前进，由二力平衡可知
F'＝Ff'＝μ(m＋M)g＝0.02×(100＋20)×10 N＝24 N。
26.【答案】(1)1 000 N/m　(2)0.75
【解析】(1)轻质弹簧上放0.2 kg的重物时,根据受力平衡可知,弹簧的弹力大小为
F=mg=0.2×10 N=2 N
由胡克定律F=kx
解得k== N/m=1 000 N/m。
(2)当重物匀速运动时,有F'=Ff
而弹力F'=kx'=1 000×1.5×10-3 N=1.5 N
即得重物与水平面间的摩擦力Ff=1.5 N
由Ff=μmg
解得μ===0.75。
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