第三章相互作用3.3摩擦力课后提升训练

课后提升训练 摩 擦 力
(25分钟　50分)
一、选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分)
1.(多选)如图所示,物块A以某一速度v水平向右滑上顺时针转动的水平传送带上,在滑上传送带的瞬间,关于物块A受到的摩擦力,下列说法正确的是　(　　)
A.物块A可能受到向左的滑动摩擦力
B.物块A可能受到向右的滑动摩擦力
C.物块A可能受到静摩擦力
D.物块A可能不受摩擦力
【解析】选A、B、D。当物块A的速度小于传送带的速度时,物块A相对传送带向左运动,所受滑动摩擦力的方向向右,B正确。当物块A的速度大于传送带的速度时,物块A相对传送带向右运动,所受滑动摩擦力向左,A正确。当物块A的速度等于传送带的速度时,物块A不受摩擦力,D正确。
2.如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则　(　　)
A.f1=0,f2≠0,f3≠0
B.f1≠0,f2=0,f3=0
C.f1≠0,f2≠0,f3=0
D.f1≠0,f2≠0,f3≠0
【解析】选C。物块a相对于b,物块b相对于P,都有沿斜面下滑的趋势,所以a与b、b与P之间的摩擦力f1、f2不为零,把物块a和b及斜面P看成一个整体,P与桌面之间没有相对运动的趋势,P与桌面之间摩擦力f3为零,所以选项C正确,A、B、D错误。
【补偿训练】
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
【解析】选A。原木P的支撑点M、N处弹力垂直于接触面,M处的支持力竖直向上,N处受到的支持力垂直MN斜向上,故A项正确、B项错误;M处受到的静摩擦力沿水平方向,C项错误;N处受到的静摩擦力沿MN方向,D项错误。
3.甲图中小明用60N的水平力推木箱,没推动,此时木箱受的摩擦力为F1;乙图中小明用100N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受的摩擦力为F2;丙图中小明把木箱推动了,此时木箱受的摩擦力为F3。已知木箱对地面的压力为300N,木箱与地面间的动摩擦因数为0.3,则F1、F2、F3的大小分别为　(　　)
A.60 N,100 N,90 N　　　　　 B.0 N,100 N,300 N
C.60 N,100 N,300 N D.0 N,100 N,90 N
【解析】选A。甲图小明用的推力F=60N,木箱不动,木箱在水平方向受到两个力作用处于平衡状态,木箱受的摩擦力为静摩擦力,F1=F=60N;乙图小明用的推力
F′=100N,木箱恰好能被推动,静摩擦力达到最大值F2=F′=100N;丙图小明把木箱推动了,木箱受到了滑动摩擦力的作用,F3=μFN=0.3×300N=90 N,故选项A正确,选项B、C、D错误。
4.(2017·福州高一检测)如图,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是(　　)
A.容器受到的摩擦力不变
B.容器受到的摩擦力逐渐增大
C.水平力F一定不变
D.水平力F必须逐渐增大
【解析】选B。由题知物体处于静止状态,受力平衡,摩擦力等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A错误、B正确;水平方向受力平衡,力F可能不变,故C、D错误。
【补偿训练】
1.(多选)如图所示,物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下,静止于水平地面上,则物体所受摩擦力f的大小和方向为　(　　)
A.F1>F2时,f=F1-F2,方向水平向右
B.F1C.F2=F1,f=0
D.根据摩擦力计算公式可知,f为定值μmg
【解析】选A、C。由于物体静止在水平地面上,物体受到的是静摩擦力,故D错;若F1>F2,则F1=F2+f,摩擦力方向向右,若F12.如图所示,水平传送带上放一物体,当传送带向右以速度v匀速传动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;当传送带向右的速度变为2v时,物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′。则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中正确的是　(　　)
A.弹簧伸长量将减小,即Δx′<Δx
B.弹簧伸长量将增加,即Δx′>Δx
C.弹簧伸长量不变,即Δx′=Δx
D.无法比较Δx和Δx′的大小
【解析】选C。两种情况下,物体所受滑动摩擦力大小、方向相同,根据二力平衡条件,弹簧的弹力不变,弹簧的伸长量不变,C正确。
5.(2015·山东高考)如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为(　　)
A.　　　　　　　　B.
C. D.
【解析】选B。对B,μ1F=mBg,对AB整体,μ2(mA+mB)g=F,联立解得=,B正确。
二、非选择题(本题共2小题,共20分)
6.(10分)一物体放到水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长了3 cm,当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长了2 cm,用弹簧测量此物体的重力时,弹簧伸长了10 cm,己知弹簧的劲度系数为k=200N/m,(g取10m/s2)求:
(1)物体所受的最大静摩擦力为多少?
(2)物体和地板间的动摩擦因数。
【解析】(1)当物体刚开始运动时,弹簧伸长了3cm,此时物体所受弹力等于最大静摩擦力,由此可知最大静摩擦力为fm=kx1=200×0.03N=6 N。
(2)由弹簧伸长10cm,可计算物体重力为mg=kx2=20N,当物体匀速运动时,弹簧拉力等于滑动摩擦力,由弹簧伸长2cm可知滑动摩擦力大小为f=kx3=4N,动摩擦因数为μ===0.2。
答案:(1)6N　(2)0.2
【延伸探究】如果在物体匀速运动过程中突然撤去弹簧,这时物体受到的摩擦力为多大?
提示:刚撤去弹簧时物体继续滑行,所受摩擦力:f=μFN=μmg=4N。
答案:4N
7.(10分)(2017·上饶高一检测)如图所示,水平地面上叠放着物块A和木板B,物块A被固定在墙上的水平轻质弹簧拉着。已知,物块A的质量mA=5kg,木板B的质量mB=10kg,物块与木板之间、木板与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.2,弹簧的劲度系数k=200N/m。g取10N/kg,若要将木板B从A的下方匀速拉出。求:
(1)轻质弹簧的伸长量x。
(2)作用在木板B上的水平拉力F的大小。
【解题指南】解答本题应注意以下两点:
(1)对A分析,根据二力平衡求出弹簧的弹力,结合胡克定律求出轻质弹簧的伸长量。
(2)对B分析,根据共点力平衡求出水平拉力F的大小。
【解析】(1)对A分析,根据二力平衡有:F弹=μmAg=0.2×50N=10N,根据胡克定律得,弹簧的伸长量x==m=0.05m。
(2)对B分析,F=μmAg+μ(mA+mB)g=0.2×50N+0.2×150N=40 N。
答案:(1)0.05m　(2)40 N
【补偿训练】
如图所示,用水平力F将木块压在竖直墙壁上,已知木块重力G=6N,木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25。求:
(1)当F=25 N时,木块不动,木块受到的摩擦力为多大?
(2)当F增大为30N时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大?
(3)当F=10N时木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大?
(4)当F=6N时,木块受到的摩擦力为多大?
【解析】分析木块的受力情况,如图所示。
(1)、(2)木块静止,根据二力平衡,竖直方向上的静摩擦力等于重力,F1=F2=G=6N,与压力大小无关。
(3)木块沿墙面下滑时,木块与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力,F3=μFN,FN=F
所以F3=μF=0.25×10N=2.5 N。
(4)当F=6N时,木块与墙壁间的摩擦力也为滑动摩擦力,所以F4=μF=0.25×6N=1.5 N。
答案:(1)6N　(2)6N　(3)2.5N　(4)1.5N