2019版物理新教材人教必修一 巩固练习第三章 相互作用 3 牛顿第三定律 Word版含解析

第三章　3
基础夯实
一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)
1．关于摩擦力的下列说法中正确的是(　D　)
A．相互挤压的粗糙物体间一定产生摩擦力
B．只有静止的物体才可能受到静摩擦力，只有运动的物体才有可能受到滑动摩擦力
C．一个物体在另一个物体表面滑动时，一定受到摩擦力作用
D．摩擦力可以是阻力也可以是动力
解析：相互挤压的粗糙物体间不一定产生摩擦力，只有相互挤压的粗糙物体间，存在相对运动或相对运动趋势时才有摩擦力，故A错误；只有相对静止的物体才可能受到静摩擦力，只有相对运动的物体才有可能受到滑动摩擦力，故B错误；一个物体在另一个物体表面滑动时，如果接触面粗糙，而又有弹力时才一定有摩擦力，故C错误；摩擦力可以是阻力也可以是动力，比如物体轻轻放在水平运动的传送带上受到的摩擦力就是动力，故D正确。
2．木块置于粗糙水平地面上，按如图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与木块各接触面的动摩擦因数相同，则木块受到的摩擦力的大小关系是(　D　)
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
解析：动摩擦因数μ跟接触面的大小无关，因三种情况下μ相等，且对地面的压力大小都等于木块的重力，所以三种情况下木块受到的摩擦力大小相等，应选D。
3．用拖把拖地时，如果发现某个地方的污渍特别顽固，我们常会使劲向下压拖把，这样就有可能把污渍清除。对于使劲向下压拖把的原因，下列选项中解释最合理的是(　C　)
A．将拖把中的水挤出，将污渍洗掉
B．可以帮助人握紧拖把
C．通过增大正压力从而增大拖把与地面之间的摩擦力
D．没有任何作用
解析：滑动摩擦力与正压力有关，在动摩擦因数不变的前提下，正压力越大，摩擦力越大。拖地时使劲向下压拖把，就是为了增加正压力从而达到增大拖把与地面之间的摩擦力的目的，选项C正确，A、B、D错误，故选C。
4．(2018·北京市丰台区高一上学期期末)如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置，将一木块和木板叠放于水平桌面上，轻质弹簧测力计一端固定，另一端用细线与木块水平相连。现在用绳索与长木板连接，用手向右水平拉绳索，使长木板在桌面上滑动，下列说法中正确的是(　D　)
A．木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力
B．木板必须在桌面上做匀速直线运动
C．木板必须在桌面上做匀加速直线运动
D．木板运动过程中，弹簧秤示数保持不变
解析：木块与木板之间存在滑动摩擦力，其大小F＝μG木与其运动状态无关，故选D。
5．如图所示，消防战士正在沿绳进行爬绳练习，若消防战士用双手握住竖直的绳子匀速上攀和匀速下滑，他所受的摩擦力分别是f1和f2，关于f1和f2的大小和方向，下列说法正确的是(　AC　)
A．f1＝G，方向竖直向上　　 B．f1>G，方向竖直向上
C．f2＝G，方向竖直向上 D．f2解析：消防战士无论是匀速上攀还是匀速下滑，受到的摩擦力总是与重力相平衡，即与重力大小相等，方向相反，f1、f2的方向都向上，且f1＝f2＝G，A、C正确。
6．如图所示，一质量为m的木块靠在竖直粗糙的墙壁上，且受到水平力F的作用，下列说法正确的是(　ACD　)
A．若木块静止，则木块受到的静摩擦力大小等于mg，方向竖直向上
B．若木块静止，当F增大时，木块受到的静摩擦力随之增大
C．若木块静止，当F增大时，最大静摩擦力随之增大
D．若开始时木块静止，当撤去F，木块沿墙壁下滑时，木块不受摩擦力作用
解析：若木块静止，则木块受到的静摩擦力与mg平衡，大小为mg，方向竖直向上，故A正确，B错误；最大静摩擦力与正压力成正比，故C正确；当撤去F时，墙与木块间无弹力，则木块不受摩擦力作用，故D正确。
二、非选择题
7．“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上。据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿。台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害。不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走。大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹的在地面上滑动。设某次台风登陆时的风力为9级，方向水平风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164 N。假设这个人重60 kg，台风来临时人站立在水平地面上，人与地面间的滑动摩擦系数为0.26。试通过计算分析：(g取10 N/kg)
(1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？
(2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受的摩擦力多大？
(3)当风速达以25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到 212 N，站在地面的人受的摩擦力多大？
答案：(1)能被吹动　(2)76 N　(3)156 N
解析：(1)人和地面之间的压力为N＝mg＝600 N
人和地面之间的最大摩擦力为f＝μN＝156 N
因为F>f，所以人能被吹走，
(2)当风力F1＝76 N时，由于F1所以人不能被吹动，人受到地面给他的力是静摩擦力
其大小为f1＝F1＝76 N
(3)当风力F2＝212 N时，由于F2>f
所以人能被吹动，人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力其大小为f2＝f
摩擦力大小为f2＝f＝μN＝156 N
能力提升
一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)
1．下列各图中物体A和B始终保持相对静止，关于物体A是否受摩擦力作用及物体A受的摩擦力方向，下列说法正确的是(　C　)
A．甲图中物体A受到向左的摩擦力
B．乙图中物体A不受摩擦力
C．丙图中物体A不受摩擦力
D．丁图中物体A受到向右的摩擦力
解析：甲图所示情况，物体A处于静止状态，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡状态被破坏，因此假设是错误的，故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用；乙图所示情况，物体A也处于平衡状态，由于物体A受向右的力F的作用，由二力平衡可知，物体A一定受向左的静摩擦力作用；丙图所示情况，用力F拉水平地面上的物体B，物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动，假设物体A受静摩擦力作用，根据二力平衡可知，物体A的平衡条件被破坏，因此假设是错误的，故在丙图情况下物体A不受摩擦力作用；丁图所示情况，由于物体A做匀速直线运动，说明物体A在水平方向上受力平衡，根据二力平衡可知，物体A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡，静摩擦力的方向与运动方向相反。综上所述选项C正确。
2．如图所示，当拉力F的大小为2 N时，物体静止且弹簧测力计的示数为8 N，则当拉力F大小变为12 N时，弹簧测力计的示数为(　B　)
A．12 N B．8 N
C．4 N D．20 N
解析：改变拉力前，物体处于静止状态，说明物体受到的静摩擦力大小为F′＝(8－2) N＝6 N，方向向左，同时说明物体与接触面间的最大静摩擦力至少为6 N。改变拉力大小后，假设物体不动，其所受摩擦力大小为F″＝(12－8) N＝4 N，小于最大静摩擦力，所以物体仍静止，弹簧测力计的示数仍为8 N。
3．如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平。欲将黑白毛巾分离开来，设每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为(　C　)
A．2μmg　 B．4μmg
C．5μmg　 D．μmg
解析：根据受力平衡，黑毛巾有四个面受到摩擦力，平衡时F＝f1＋f2＋f3＋f4＝μ·＋μ·2＋μ·3＋μ·4＝5μmg，故选C。
4．如图所示，照片中的这位男士骑着一辆搞笑的另类自行车，在骑车人用力蹬车前进的过程中，车轮上黑白两色的鞋子与地面接触，它们会受到地面的摩擦力，关于地面对鞋子施加的摩擦力的方向，下面判断正确的是(　BC　)
A．前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向前
B．前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向后
C．后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向前
D．后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向后
解析：自行车前轮为从动轮，后轮为主动轮，假设后轮不受摩擦力，则后轮一直转动，但不会向前运动，实际上后轮是向前运动的，所以它必受方向向前的摩擦力；同时，可判知前轮所受摩擦力向后，故正确答案为B、C。
5．如图所示，在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)则由下表分析可知，下列哪些选项是正确的是(　BC　)
实验次数
小木块的运动状态
弹簧测力计读数(N)
1
静止
0.4
2
静止
0.6
3
直线加速
0.7
4
匀速直线
0.5
5
直线减速
0.3
A．木块受到的最大摩擦力为0.7 N
B．木块受到最大静摩擦力可能为0.6 N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中，木块受到摩擦力大小各不相同
解析：第一和第二次实验都没有拉动木块，说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力，第三次实验时，木块做加速运动，说明拉力已经大于最大静摩擦力Fm，因此可知，最大静摩擦力范围0.6 N≤Fm<0.7 N，故A错误，B正确；滑动摩擦力与运动情况无关，因此第三、四、五次的摩擦力大小相等，故C正确，D错误。
二、非选择题
6．如图所示是武警战士用头将四块砖顶在墙上，苦练头功的照片。假设每块砖的质量均为m，砖与墙面、砖与头的动摩擦因数均为μ。要使砖恰好静止不动，则武警战士的头对砖施加的水平力为多大？(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，砖与砖之间不发生滑动，重力加速度为g。)
答案：
解析：以四块砖为研究对象，进行受力分析砖恰好静止不动，则砖所受到的摩擦力刚好达到最大，
即f1＝f2＝μF，又f1＋f2＝4mg
联立上式可得F＝
即武警战士施加的水平力为F＝
7．如图(a)所示，A物体放在水平面上，动摩擦因数为0.2，物体重10 N，设物体A与水平面间的最大静摩擦力为2.5 N，若对A施加一个由零均匀增大到6 N的水平推力F，请在图(b)中画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图线。
答案：如图所示
解析：水平推力F≤2.5 N之前，物体未动，物体受静摩擦力FA＝F。当F>2.5 N后，FA变成滑动摩擦力，其大小为FA＝μF N＝μG＝0.2×10 N＝2 N。