高中物理人教版必修一假期作业：第三章　第三节摩擦力+Word版含解析

第三节　摩擦力

　　　　　　　　　　　　　　　　
一、选择题
1．(摩擦力理解)(多选)有关滑动摩擦力的下列说法中，正确的是(　　)
A．有压力一定有滑动摩擦力
B．有滑动摩擦力一定有压力
C．滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直
D．只有运动物体才受滑动摩擦力
答案　BC
解析　产生滑动摩擦力的条件有四个：相互接触、挤压、接触面粗糙、发生相对滑动，四者缺一不可。由产生滑动摩擦力的条件可知，A错误、B正确；滑动摩擦力方向与接触面相切，而压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直，C正确；如擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，静止的黑板也受滑动摩擦力，故D错误。
2．(受力分析)如图所示，物体静止在斜面上，关于物体受力的说法，正确的是(　　)
A．只受重力
B．受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力
C．受重力、斜面的支持力
D．受重力、斜面的摩擦力
答案　B
解析　物体受重力作用却没有下滑，肯定是摩擦力阻碍了它下滑，所以一定会受到摩擦力，而有摩擦力就一定有弹力，物体由于有重力所以也要挤压斜面，斜面对物体有支持力。故B正确，A、C、D错误。
3．(摩擦力方向)自行车在平直公路上匀速前进时，前后轮所受摩擦力的方向(　　)
A．都向后 B．都向前
C．前轮向后，后轮向前 D．前轮向前，后轮向后
答案　C
解析　自行车匀速前进时，由于人通过链条给后轮一个力，使后轮转动，设轮与地面接触处光滑，则轮应加速转动，说明轮有相对地面向后转动的趋势，由于静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，故后轮所受静摩擦力F静的方向向前；前轮转动是由于前轮受到力的作用，有向前运动的趋势，其所受摩擦力方向向后。故C正确，A、B、D错误。
4．(摩擦力理解)如图所示，一物体由圆锥和与它底面相同的半球组成，置于粗糙的水平地面上，用水平外力拉它做图中所示三种情况的运动。比较它所受的摩擦力大小分别为Ff1、Ff2、Ff3。则(　　)
A．Ff1>Ff2>Ff3 B．Ff3>Ff2>Ff1
C．Ff1＝Ff2＝Ff3 D．Ff3＝Ff2>Ff1
答案　C
解析　物体在三种不同的运动情况下，都相对水平面有相对运动，故它受到滑动摩擦力的作用。在三种情况下，水平地面对物体的支持力的大小都等于物体的重力，故物体对地面的正压力的大小都等于其重力，即FN＝mg。由F＝μFN，知以上三种情况下摩擦力的大小相等。故C正确。
5．(综合)某电视台每周都有棋类节目，棋盘都是竖直放置的，棋盘上布有磁铁，而每个棋子都是一个小磁铁，关于棋盘和棋子有下列几种说法：
①小棋子共受四个力的作用
②每个棋子的质量肯定都有细微的差异，所以不同的棋子所受的摩擦力不同
③棋盘面应选取相对粗糙的材料
④如果某个棋子贴不上棋盘，总会滑落，肯定是其质量偏大
以上说法中正确的是(　　)
A．①②④ B．①②③
C．①③④ D．②③④
答案　B
解析　小棋子受到重力、磁场力、弹力和静摩擦力共4个力，①正确；重力与静摩擦力是一对平衡力，磁场力与弹力是一对平衡力，棋子的质量不同，静摩擦力便不同，②正确；棋子能保持静止，重力必须小于棋盘对棋子的最大静摩擦力，而最大静摩擦力与棋子、棋盘面的材料和粗糙程度，以及棋子与棋盘的压力有关，为增大棋子与棋盘面的最大静摩擦力，棋盘面应选取相对粗糙的材料，③正确；如果某个棋子贴不上棋盘，不一定是质量偏大，也可能是该棋子与棋盘最大静摩擦力较小，④错误，故B正确。
6．(摩擦力的应用)如图所示，在水平桌面上有一向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，物体还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用，μ＝0.1，则物体受到的滑动摩擦力为(g＝10 N/kg)(　　)
A．10 N，向右 B．10 N，向左
C．20 N，向右 D．20 N，向左
答案　D
解析　滑动摩擦力F＝μFN＝μmg＝0.1×20×10 N＝20 N，又滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反，所以滑动摩擦力方向向左。故D正确。
7．(综合)(多选)如图所示，有一个重力不计的立方体形容器，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可能不变
D．水平力F必须逐渐增大
答案　BC
解析　容器始终保持静止，竖直方向重力与静摩擦力平衡，因重力变大，则静摩擦力变大，A错误，B正确；容器接触面、墙面的材料及粗糙程度，以及水平力F决定最大静摩擦力大小，只要重力小于或等于最大静摩擦力，容器就静止，F不一定变大，可能不变。C正确，D错误。
8．(摩擦力理解)(多选)如图甲、乙所示，倾角均为θ的斜面上分别放置一形状不同的滑块，质量均为M，在滑块上均放置一个质量为m的物块，滑块和物块相对静止，一起沿斜面匀速下滑，下列说法正确的是(　　)
A．图甲中物块受到摩擦力作用
B．图乙中物块受到摩擦力作用
C．图甲中物块受到水平向左的摩擦力作用
D．图乙中物块受到与斜面平行向上的摩擦力作用
答案　BD
解析　对图甲：由于物块沿斜面匀速下滑，则物块受力平衡，竖直方向上，重力、支持力平衡，水平方向上，若受到摩擦力作用，则水平方向受力将不平衡，故A、C错误；对图乙：由于物块匀速下滑，物块必受力平衡，由于支持力与接触面垂直，故重力、支持力不可能平衡，由受力分析知乙图中物块受到滑块沿斜面向上的摩擦力作用，B、D正确。
9．(摩擦力理解)(多选)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同。三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是(　　)
A．A物体受到的摩擦力不为零，方向向右
B．三个物体只有A物体受到的摩擦力为零
C．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相同
D．B、C受到的摩擦力大小相等，方向相反
答案　BC
解析　A物体与传送带一起匀速运动，没有发生相对滑动，也没有相对运动趋势，所以A物体不受摩擦力，A错误；B、C物体随传送带匀速运动，所受合力均为零，受力分析可知B、C所受的静摩擦力分别等于B、C所受重力沿斜面向下的分力，而B、C质量相等，故B、C所受静摩擦力大小相等，方向均沿传送带斜面向上，B、C正确，D错误。
10．(综合)(多选)在“探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律”的实验中，特设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律。将力传感器固定在光滑水平桌面一端，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度可使细绳水平)，滑块放在一较长的小车上，小车一端连接一根轻绳，轻绳跨过固定在桌面另一端的光滑的定滑轮，并且轻绳另一端系一只空沙桶(调节滑轮可使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态。实验开始时打开传感器，同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒入沙子。若力传感器采集的图象如图乙所示，则结合该图象，下列说法正确的是(　　)
A．可求出空沙桶的重力
B．可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小
C．可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小
D．可判断第50 s后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)
答案　ABC
解析　由题图乙可知，t＝0时刻，传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的静摩擦力大小为2 N，与空沙桶的重力大小相等，可知空沙桶的重力也等于2 N，A正确；t＝50 s时，静摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车开始运动，受力分析知此时装有沙的沙桶重力等于3.5 N，并且此时静摩擦力立即变为滑动摩擦力，滑动摩擦力大小为3 N，B、C正确；此后由于沙和沙桶的重力为3.5 N，大于滑块和小车间的滑动摩擦力，故50 s后小车将做加速直线运动，D错误。
二、非选择题(按照题目要求作答，计算题须写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题注明单位)
11.
(摩擦力的计算)重为400 N的木箱放在水平地面上，木箱与地面间的动摩擦因数为0.25。如图所示，用水平力F推木箱，当F分别为 60 N、90 N和150 N时，木箱受到的摩擦力分别是多少？方向如何？
答案　60 N，与F方向相反　90 N，与F方向相反　100 N，与F方向相反
解析　木箱在F的推动下不知是否移动，应先求最大静摩擦力，在未作说明的情况下，可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
最大静摩擦力Fmax＝μFN＝μG＝0.25×400 N＝100 N，
可见当用60 N和90 N的水平力推木箱时，推力小于最大静摩擦力，木箱静止不动，由二力平衡可知，静摩擦力的大小分别为60 N和90 N，方向与F方向相反。
当用150 N的水平推力推木箱时，推力大于最大静摩擦力，木箱滑动，摩擦力为滑动摩擦力，因此，摩擦力的大小为100 N，方向与相对运动方向相反，即与F方向相反。
12．(摩擦力的计算)如图所示，物体A重40 N，物体B重20 N，A与B、A与地面的动摩擦因数相同，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。
答案　0.4
解析　以物体A为研究对象，物体B对物体A的正压力FN＝GB
地面对A的支持力FN1＝GA＋FN
A受B的滑动摩擦力Ff＝μFN
A受地面的滑动摩擦力Ff1＝μFN1
水平方向：F＝Ff＋Ff1，代入数据即可得到μ＝0.4。
13．(摩擦力的计算)质量为2 kg的物体放在水平地面上，物体与水平地面间的动摩擦因数为0.5，现给物体施加一个水平拉力F，物体恰在水平地面上匀速运动，若在该物体运动的过程中，突然将拉力F改为大小不变、方向竖直向下的压力，这时物体受到的摩擦力的大小是多少？(取g＝10 N/kg)
答案　15 N
解析　物体在水平拉力F作用下匀速运动时F＝Ff，而Ff＝μFN＝μmg
所以F＝0.5×2×10 N＝10 N
当F竖直向下时，正压力FN′＝F＋mg
即FN′＝10 N＋2×10 N＝30 N
这时滑动摩擦力Ff′＝μFN′＝0.5×30 N＝15 N。