学业分层测评(九)
(建议用时：45分钟)
[学业达标]
1．关于动摩擦因数，下列说法正确的是 ( )
A．两接触面间压力越大，动摩擦因数越大
B．两物体间滑动摩擦力越大，动摩擦因数越大
C．两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比，与两物体间的压力成反比
D．两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的，与滑动摩擦力和正压力无关
【解析】 动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度等决定的，与滑动摩擦力和正压力无关，选项A、B、C错误，选项D正确．
【答案】 D
2．(多选)关于摩擦力与弹力的关系，下列说法正确的是( )
A．有弹力一定有摩擦力
B．有弹力不一定有摩擦力
C．有摩擦力一定有弹力
D．同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直
【解析】 两物体间若存在摩擦力，则两物体间一定存在弹力．而若存在弹力，不一定有相对运动或相对运动趋势，也有可能接触面光滑，不一定存在摩擦力，故A错，B、C对；弹力方向总是与接触面垂直，而摩擦力方向总是与接触面平行，故两力一定是垂直关系．
【答案】 BCD
3．下列关于摩擦力的说法，正确的是( )
A．相互接触的两物体间一定存在摩擦力
B．相互接触且有挤压的两物体间一定存在摩擦力
C．摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势
D．摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反
【解析】 相互接触挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动的趋势是摩擦力产生的三个条件，三个条件必须同时满足，才产生摩擦力，A、B错误；摩擦力的效果总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，C正确；摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反，与物体运动的方向可能相同，D错误．
【答案】 C
4．(多选)下列说法正确的是( )
A．运动的物体可能受静摩擦力作用
B．产生静摩擦力的两个物体间一定相对静止
C．静摩擦力的大小可以用F＝μN来计算
D．摩擦力的大小一定与接触面上的压力成正比
【解析】 受静摩擦力的物体可能是运动的也可能是静止的，A项正确；静摩擦力发生在只有相对运动趋势，没有相对运动的两个物体间，B项正确；F＝μN用于计算滑动摩擦力的大小，C项错误；静摩擦力的大小不一定与接触面上的压力成正比，D项错误．
【答案】 AB
5．如图4-3-5所示，重50 N的物体，在粗糙的水平面上向右运动，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，同时物体还受一个大小为10 N、方向水平向左的拉力F作用，则水平面对物体的摩擦力的大小和方向是 ( )
图4-3-5
A．10 N，水平向左 B．20 N，水平向左
C．10 N，水平向右 D．20 N，水平向右
【解析】 物体与水平面间有相对滑动，为滑动摩擦力，f＝μN＝μG＝10 N，与水平向左的拉力F无关，方向与相对地面的运动方向相反，即水平向左，选A.题中给出的F是迷惑条件．
【答案】 A
6．(多选)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向)，如图4-3-6所示．下列说法正确的是 ( )
图4-3-6
A．瓶中油越多，手必须握得越紧
B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
C．不管手握得有多紧，油瓶受到的摩擦力总是一定的
D．以上说法都正确
【解析】 用手握住油瓶，油瓶不掉落下来，表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶受到的重力平衡——静摩擦力的大小由瓶的重力(大小)决定；油瓶越重，它受到的静摩擦力必须随之增大，手握得紧一点，相应最大静摩擦力值也就大一些，才能保证油瓶不会掉落下来；如果手握得不够紧，正压力不够大，最大静摩擦力小于油瓶的重力，油瓶就会掉下来，所以A项正确；手握得越紧，手与瓶之间的正压力越大，最大静摩擦力值也越大；但是油瓶受到的是静摩擦力，是与油瓶重力相平衡的静摩擦力，是一个定值——等于油瓶的重力．可见，B项错误，C项正确；显然D项也不正确．
【答案】 AC
7．如图4-3-7所示，将棱长分别为a、2a、3a的同一个长方体木块分别以不同的方式放置在桌面上，长方体木块的各个表面粗糙程度相同．若用弹簧测力计牵引木块做匀速直线运动，示数分别为F1、F2、F3，则F1、F2、F3之比为( )
图4-3-7
A．1∶1∶1 B．2∶3∶6
C．6∶3∶2 D．以上都不对
【解析】 滑动摩擦力的大小与接触面上的压力成正比，与接触面积的大小无关，因此尽管三种情况下的接触面积不同，但是木块对桌面的压力是相同的，又由于动摩擦因数相同，所以三种情况下木块受到的滑动摩擦力大小相同，所以保持木块匀速运动的弹簧测力计的拉力大小相等．选项A正确．
【答案】 A
8．重为40 N的木箱放在水平地面上，木箱与地面间的最大静摩擦力为12 N，动摩擦因数为0.25.如果分别用8 N和16 N的水平力推木箱，求木箱受到的摩擦力分别为多少？
【解析】 用8 N的水平力推木箱．推力小于最大静摩擦力，木箱不动，由二力平衡条件可知，木箱受到8 N的静摩擦力；用16 N的水平力推木箱，推力大于最大静摩擦力，木箱运动，由于竖直方向处于平衡状态，由二力平衡条件可知，N＝G，则滑动摩擦力f＝μN＝μG＝0.25×40 N＝10 N.
【答案】 8 N 10 N
[能力提升]
9．(多选)如图4-3-8，物体A放在水平地面上，在两个水平恒力F1和F2的作用下保持静止．已知F1＝8 N，F2＝1 N，则( )
图4-3-8
A．若去掉F1，A一定静止
B．若去掉F1，A一定向左运动
C．若去掉F2，A可能静止
D．若去掉F2，A一定向右运动
【解析】 初始状态对物体分析，所受摩擦力f＝F1－F2＝7 N，方向水平向左，知最大静摩擦力fmax≥7 N；若去掉F1，因为F2【答案】 AC
10．中国武警“雪豹突击队”是一支立足北京，面向全国的“国字号”反恐部队，在一次日常训练中，队员用双手握住一根固定的竖直铁杆，他匀速向上爬时受到的摩擦力为f上，他匀速下滑时受到的摩擦力为f下，则( )
图4-3-9
A．f上方向向上，f下方向向下，f上＝f下
B．f上方向向下，f下方向向上，f上>f下
C．f上方向向上，f下方向向上，f上＝f下
D．f上方向向上，f下方向向下，f上>f下
【解析】 当队员向上爬时，手和铁杆之间没有相对滑动，在重力的作用下，身体有向下的相对运动趋势，此时队员受静摩擦力，方向向上，大小和重力相等．当队员匀速下滑时铁杆给手的摩擦力方向向上，大小和重力相等，故C正确．
【答案】 C
11．如图4-3-10所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块所受的重力G＝6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25.问：
图4-3-10
(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，木块沿墙面下滑，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？
【解析】 (1)对木块进行受力分析，木块没动，说明木块处于平衡状态，根据二力平衡知，木块受的静摩擦力一定和重力大小相等，方向相反，f1＝6 N.
(2)当F增大为30 N时，木块与墙壁之间仍然是静摩擦力，这个力与重力相平衡，因此f2＝6 N.
(3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块和墙面之间是滑动摩擦力，f3＝μN＝0.25×10 N＝2.5 N.
(4)当F＝6 N时，木块与墙壁之间仍是滑动摩擦力，f4＝μN＝0.25×6 N＝1.5 N.
【答案】 (1)6 N (2)6 N (3)2.5 N (4)1.5 N
12.如图4-3-11所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、A与地的动摩擦因数相同．物体B用细绳系住，当水平力F＝32 N时，才能将A匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数．
图4-3-11
【解析】 B虽然静止，但A和B发生相对运动，因此A和B之间有滑动摩擦力．由竖直方向受力平衡可知，A和B之间的正压力等于B的重力，则A和B之间的摩擦力f1＝μGB，A受到摩擦力阻碍A相对B向右运动，即A受到摩擦力的方向水平向左．对A分析，在竖直方向上，A对地面的正压力等于A和B的重力和，则A和地面之间的摩擦力f2＝μ(GA＋GB)，方向水平向左．由平衡的知识可知，F＝f1＋f2.联立有F＝μ(GA＋2GB)，解得μ＝0.4.
【答案】 0.4
第3节 摩擦力
学 习 目 标
知 识 脉 络
1.知道滑动摩擦力产生的条件，会判断其方向．(重点、难点)
2．会求解滑动摩擦力的大小．(重点)
3．知道静摩擦力产生的条件，会判断其方向．(重点、难点)
4．会求解静摩擦力的大小．(重点)
5．了解调控摩擦力的方法.
滑动摩擦力
[先填空]
1．定义：滑动摩擦力是当两个物体彼此接触和挤压，并发生相对滑动时，在接触面上产生的一种阻碍相对滑动的力．
2．方向：滑动摩擦力的方向总与接触面相切，并且与物体的相对运动方向相反．
3．滑动摩擦力的大小：公式f＝μN.μ是动摩擦因数，μ的大小由相互接触的两个物体的材料与粗糙程度(如表面干燥与否、表面是否平滑)等因素决定，μ无单位．N是压力，也就是一个物体对另一个物体表面的垂直作用力(称为正压力)，性质上属于弹力．
[再判断]
1．一个物体在另一个物体表面滑动时，一定产生摩擦力．(×)
2．滑动摩擦力的方向沿接触面，与物体运动方向相反．(×)
3．静止的物体可能受到滑动摩擦力．(√)
[后思考]
1．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动吗？
【提示】 不是．滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动．
2．滑动摩擦力公式f＝μN中的“N”的大小等于物体的重力吗？
【提示】 不一定．“N”是两接触物体间的压力(弹力)．
[合作探讨]
探讨1：用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动，观察毛刷的弯曲方向．如图4-3-1所示，毛刷为什么向后弯曲？
图4-3-1
【提示】 因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面，与板擦运动方向相反．
探讨2：把手按在桌面上，用力向前滑动，手有什么感觉？增大手与桌面的压力，感觉有什么不同？这说明什么？
【提示】 手受到向后的阻力(滑动摩擦力)．感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大．滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大．
[核心点击]
1．滑动摩擦力的产生及作用效果
(1)产生条件：①两物体接触且有挤压 ②接触面粗糙 ③有相对运动．
(2)“相对”的含义
“相对”是指相互摩擦的两个物体之间有位置的变化，而不用考虑相对别的物体是否有位置的变化．
(3)作用效果：阻碍物体间的相对运动．
2．滑动摩擦力方向
(1)方向：跟接触面相切并与物体相对运动的方向相反，与物体的运动方向不一定相反
(2)判断滑动摩擦力方向的具体步骤：
①选取研究对象(受滑动摩擦力作用的物体)，并选与其接触的物体为参考系．
②确定研究对象相对参考系的运动方向．
③判定滑动摩擦力的方向(与相对滑动的方向相反)．
3．滑动摩擦力大小的计算
(1)公式法：根据f＝μN计算．
①根据物体的受力情况，求出压力N.
②根据f＝μN求出滑动摩擦力．
(2)二力平衡法：物体处于匀速直线运动或静止状态时，根据二力平衡的条件求解．
1．下列关于滑动摩擦力的认识中正确的是 ( )
A．滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，因此滑动摩擦力是阻力
B．相互接触的两个物体间如果存在相对滑动，则它们之间一定存在相互的滑动摩擦力
C．快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比慢速行驶的自行车同样条件下急刹车的摩擦力大
D．滑动摩擦力的方向可能跟物体运动方向相同，也可能跟物体运动方向相反
【解析】 滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，但不一定是阻碍运动，它既可作为动力又可作为阻力，它的大小与物体运动的速度和接触面大小无关，故选D.
【答案】 D
2．三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受的水平拉力不同，A做匀速运动，B做加速运
动，C做减速运动，那么，它们受到的摩擦力的大小关系应是 ( )
A．fB>fA>fC B．fBC．fB＝fA＝fC D．不能比较大小
【解析】 由f＝μN知f的大小只与μ、N有关，与物体的运动状态无关，故C正确．
【答案】 C
3．(多选)在水平力F作用下，重为G的物体沿墙壁匀速下滑，如图4-3-2所示．若物体与墙壁之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为 ( )
图4-3-2
A．μF B．μG
C．G D.
【解析】 对匀速运动的物体分析受力，在水平方向F＝N，再由滑动摩擦力的计算式f＝μN得f＝μF，A正确．由竖直方向二力平衡条件得f＝G，C正确．
【答案】 AC
关于滑动摩擦力的两点说明
(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向”相反．
(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动，而不是阻碍物体的运动．
静摩擦力及摩擦力的调控
[先填空]
1．定义：当两个彼此接触、挤压的物体之间没有发生相对滑动，但具有相对滑动的趋势时，接触面上会产生一种阻碍相对滑动趋势的力，这种力叫做静摩擦力．
2．方向：跟接触面相切，且跟物体相对滑动趋势的方向相反．
3．静摩擦力的大小：静摩擦力的大小随推力的增大而增大．静摩擦力所能达到的最大值fmax叫做最大静摩擦力．故静摩擦力大小的取值范围是04．增大摩擦力的方法：
(1)增大接触面之间的粗糙程度．
(2)增加物体间的压力．
5．减小摩擦力的方法：
(1)减小物体间的压力．
(2)在接触面间加润滑剂．
(3)用滚动代替滑动．
[再判断]
1．静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力．(×)
2．运动的物体不可能受到静摩擦力的作用．(×)
3．汽车轮胎的花纹有利于增加与接触面的摩擦．(√)
[后思考]
1．压力越大，静摩擦力是否也越大？
【提示】 不是，静摩擦力的大小跟压力无关．
2．自行车部分零件的功能不同，对摩擦力的要求也不同，在相对滑动的转轴之间加上润滑油的目的是什么？
【提示】 可以减小摩擦力．
[合作探讨]
把木块放在水平桌面上，用弹簧测力计沿水平 方向向右拉木块，如图4-3-3所示．当测力计的示数为1N时，木块没有动；逐渐增大拉力到2 N时，木块仍静止；继续增大拉力到4 N时，木块开始移动，此时拉力突然变小到3.8 N，此后木块匀速运动，拉力保持3.8 N不变．
图4-3-3
探讨1：木块受到拉力1 N时，有相对桌面运动的趋势但没有运动，说明什么呢？
【提示】 说明桌面对木块施加一个与拉力方向相反的、大小也为1 N的力，这个力就是桌面对木块的静摩擦力．
探讨2：随着外力的增大，静摩擦力有什么变化？
【提示】 静摩擦力的大小随着外力的增大而增大，但有一个最大值．
探讨3：静摩擦力在哪里产生？沿什么方向？
【提示】 静摩擦力产生在相对静止但有相对运动趋势的物体之间．静摩擦力的方向与接触面相切，与物体相对运动趋势的方向相反．
[核心点击]
1．静摩擦力产生的条件
(1)两物之间有弹力；(2)接触面粗糙；(3)有相对运动的趋势．
2．静摩擦力有无的判定
(1)假设法：先假设接触面是光滑的，看物体是否发生相对运动．如果物体仍保持相对静止，则物体不受静摩擦力；反之则受静摩擦力(2)平衡条件法：根据二力平衡的条件判定
3．静摩擦力方向的判定
(1)选取研究对象(受静摩擦力作用的物体)，并选与其接触的物体为参考系．
(2)利用假设法判断受力物体相对参考系的运动趋势方向
(3)静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反
4．静摩擦力大小的判断
(1)静摩擦力的大小是变化的，随外力的变化而变化，但有一个范围：0(2)根据受力情况和二力平衡条件确定，大小总等于使物体发生相对运动趋势的外力．
(3)物体间即将发生相对滑动时的摩擦力为最大静摩擦力，最大静摩擦力f max略大于滑动摩擦力，没有特别说明时一般可认为二者相等．
4．如图4-3-4所示，在水平面上，当沿水平方向的力F1＝20 N，F2＝11 N时，物体A保持静止．现保持F2不变，当F1减小到17 N时，物体受到的摩擦力大小是 ( )
图4-3-4
A．6 N B．9 N
C．28 N D．31 N
【解析】 初始状态下，物体所受摩擦力f＝F1－F2＝9 N，可知物体的最大静摩擦力fmax≥f＝9 N．当F1减小到17 N时，F1′－F2＝6 N【答案】 A
5．分析图中各种情况下物体A所受摩擦力的方向．
【解析】 甲图中A随传送带一起匀速上升，以传送带为参考系，则A相对传送带静止，且有沿传送带向下滑动的趋势，则A受的静摩擦力方向为沿传送带向上．乙中A有相对斜面向下的相对运动趋势，受到的摩擦力沿斜面向上．丙中F使A物块压紧墙壁，A和墙壁之间产生压力，而A相对于墙壁的运动趋势沿墙壁向下，故受到的静摩擦力方向沿墙壁向上．
【答案】 甲中A受沿传送带向上的静摩擦力；乙中A受沿斜面向上的静摩擦力；丙中A受竖直向上的静摩擦力
分析静摩擦力的三点提醒
(1)静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反，与物体的运动方向可能相同．
(2)运动或静止的物体都有可能受到静摩擦力作用．
(3)静摩擦力的大小与物体所受的外力或运动状态有关，与压力大小无关．
