高中物理教科版必修一 摩擦力 突破训练 Word版含答案

摩擦力
1.如图所示，某粮库使用电动传输机向粮垛上输送麻袋包，现将一麻袋包放置在倾斜的传送带上，与传送带一起斜向上匀速运动，其间突遇故障，传送带减速直至停止。若上述匀速和减速过程中，麻袋包与传送带始终保持相对静止，则下列说法正确的是(　　)
A．匀速运动时，麻袋包只受重力与支持力作用
B．匀速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上
C．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向下
D．减速运动时，麻袋包受到的摩擦力一定沿传送带向上
解析：选B　传送带匀速运动时，麻袋包受力平衡，麻袋包除受重力、垂直传送带向上的支持力外，还要受沿传送带向上的摩擦力的作用，A错误，B正确；传送带向上减速运动时，麻袋包的加速度沿传送带向下，设传送带倾角为θ，麻袋包的加速度大小为a，当a＝gsin θ时，摩擦力为零；当a＞gsin θ时，摩擦力沿传送带向下；当a＜gsin θ时，摩擦力沿传送带向上，C、D错误。
2.(2019·北京延庆区模拟)如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，从滑轮到P和Q的两段绳都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计。若用一水平向右的力F拉P使它做匀速运动，则F的大小为(　　)
A．4μmg　　　　　　　　 　B．3μmg
C．2μmg D．μmg
解析：选A　由题意知，P、Q都做匀速运动，单独对Q受力分析，Q在水平方向受绳向左的拉力FT和向右的摩擦力Ff1＝μmg，因此FT＝μmg。对整体受力分析，整体受绳向左的拉力2FT、桌面对整体的向左的摩擦力Ff2＝2μmg和向右的外力F，由平衡条件得F＝2FT＋Ff2＝4μmg。故A正确。
3.(2019·温州联考)建筑装修中，工人用质量为m的磨石对倾角为θ的斜壁进行打磨(如图所示)，当对磨石施加竖直向上大小为F的推力时，磨石恰好沿斜壁向上匀速运动，已知磨石与斜壁之间的动摩擦因数为μ，则磨石受到的摩擦力大小是(　　)
A．(F－mg)cos θ B．(F－mg)sin θ
C．μ(F－mg)cos θ D．μ(F－mg)tan θ
解析：选A　对磨石受力分析，受重力mg、弹力FN(垂直于斜壁向下)、摩擦力Ff(沿斜壁向下)、推力F四个力，把这四个力沿斜壁和垂直于斜壁方向正交分解，由于磨石处于平衡状态，在沿斜壁方向有mgcos θ＋Ff＝Fcos θ，可得Ff＝(F－mg)cos θ；垂直于斜壁方向有FN＋mgsin θ＝Fsin θ，又根据Ff＝μFN，可得Ff＝μ(F－mg)sin θ，只有A正确。
4.如图所示，甲、乙两个质量相同的木箱置于水平地面上，其中甲木箱位于乙木箱上，然后再将一质量为M的石块置于甲木箱上，开始整个系统都处于静止状态。假设所有接触面之间的动摩擦因数都为μ，重力加速度为g。现用一水平向右的拉力F作用在甲木箱上，下列说法正确的是(　　)
A．石块和甲木箱之间一定存在摩擦力的作用
B．地面对乙木箱的摩擦力一定大于拉力F
C．当拉力F增大到一定的程度时，乙木箱将发生滑动
D．无论拉力F多大，乙木箱都不会相对地面发生滑动
解析：选D　当F比较小时，整个系统相对地面还是处于静止状态，此时石块与甲木箱之间不存在摩擦力的作用，地面对乙木箱的摩擦力为静摩擦力，地面对乙木箱的摩擦力大小等于F，故A、B错误；设木箱的质量为m，因甲木箱对乙木箱的最大静摩擦力μ(m＋M)g小于乙木箱受地面的最大静摩擦力μ(2m＋M)g，所以无论拉力F多大，乙木箱都不会相对地面发生滑动，故D正确，C错误。
5.长直木板的上表面的一端放有一铁块，木板由水平位置绕转轴O缓慢向上转动(即木板与水平面的夹角α变大)，转轴O不动，如图所示。则选项图中表示铁块受到的摩擦力Ff随角度α的变化图像可能正确的是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)
解析：选C　设木板与水平面间的夹角增大到θ时，铁块开始滑动。当α＜θ时，铁块与木板相对静止，由力的平衡条件可知，铁块受到的静摩擦力的大小为Ff＝mgsin α；当α≥θ时铁块与木板间的摩擦力为滑动摩擦力，设动摩擦因数为μ，由滑动摩擦力公式得，铁块受到的滑动摩擦力为Ff＝μmgcos α。通过上述分析知，当α＜θ时，静摩擦力随α角增大按正弦规律增加；当α≥θ时，滑动摩擦力随α角增大按余弦规律减小，所以C可能正确。
6.如图所示，质量M＝1 kg的木板静止在粗糙的水平地面上，木板与地面间的动摩擦因数μ1＝0.1，在木板的左端放置一个质量m＝1 kg、大小可以忽略的铁块，铁块与木板间的动摩擦因数μ2＝0.4。设木板足够长，若对铁块施加一个大小从零开始连续增加的水平向右的力F，已知最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取g＝10 m/s2，则选项图中能正确反映铁块受到木板的摩擦力大小f随力F大小变化的是(　　)
解析：选C　摩擦力f的最大值为μ2mg＝4 N，木板与地面间的摩擦力的最大值为μ1(M＋m)g＝2 N。当F≤2 N时，木板和铁块相对地面静止，f＝F；当F>2 N，并且木板和铁块一起相对地面加速运动时，设此时系统的加速度为a，根据牛顿第二定律，对整体有F－μ1(M＋m)g＝(M＋m)a，对铁块有F－f＝ma，可得f＝N，从此关系式可以看出，当F＝6 N时，f达到静摩擦力最大值，由此可以得出当F>6 N时，木板和铁块就不能一起相对地面加速运动，此后不论F多大，f均为4 N，由此知C正确。
7.(多选)如图所示，在粗糙的水平桌面上静止放着一盏台灯，该台灯可通过前后调节支架将灯头进行前后调节，下列对于台灯的受力分析正确的是(　　)
A．台灯受到水平向左的摩擦力
B．若将灯头向前调节一点(台灯未倒)，则桌面对台灯的支持力将变大
C．支架对灯头的支持力方向竖直向上
D．整个台灯所受的合外力为零
解析：选CD　 以整个台灯为研究对象，台灯受到重力和桌面的支持力，且处于平衡状态，故选项A错误，D正确；根据二力平衡可知，灯头所受支架的支持力竖直向上，故选项C正确；若将灯头向前调一点(台灯未倒)，台灯仍然处于平衡状态，故桌面对台灯的支持力大小不变，故选项B错误。
8.(多选)如图所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳系于墙壁。开始时a、b均静止，弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb＝0。现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间(　　)
A．Ffa大小不变 B．Ffa方向改变
C．Ffb仍然为零 D．Ffb方向向右
解析：选AD　剪断右侧细绳的瞬间，右侧细绳上拉力突变为零，而弹簧对两木块的拉力没有发生突变，所以b相对地面有向左运动的趋势，受到静摩擦力，可知Ffb不再为零且方向向右，C错误，D正确；剪断右侧细绳的瞬间，木块a受到的各力都没有发生变化，A正确，B错误。
9．(多选)如图甲所示，斜面体固定在水平面上，斜面上有一物块在拉力F的作用下始终处于静止状态，拉力F在如图乙所示的范围内变化，取沿斜面向上为正方向。则选项图中表示物块所受的摩擦力Ff与时间t的关系正确的是(　　)
解析：选BD　若t＝0时，静摩擦力沿斜面向上，随F减小，Ff增大，当F＝0反向后，Ff在原来基础上继续增大，D正确；若t＝0时，静摩擦力沿斜面向下且大小小于F，随F减小，Ff减小，在F＝0反向前，Ff变为沿斜面向上，B正确。
10.(多选)如图所示，在水平地面上固定一个斜面体，在它上面放有质量为M的木块，用一根平行于斜面的细线连接一个质量为m的小环，并将环套在一根两端固定的水平直杆上，杆与环间的动摩擦因数为μ，整个系统处于静止状态。则杆对环的摩擦力Ff的大小可能为(　　)
A．0 B．Mgsin θ
C．Mgsin θ·cos θ D．Mgsin θ＋μmg
解析：选AC　若木块与斜面间的动摩擦因数足够大，可使细线的拉力T＝0，此时环与杆间的摩擦力Ff＝0；若斜面光滑，则细线拉力T＝Mgsin θ，对环受力分析，由平衡条件可得，环与杆间的摩擦力Ff＝Tcos θ＝Mgsin θ·cos θ，由上分析可知0≤Ff≤Mgsin θ·cos θ，故A、C正确。