高中物理人教新课标版必修1： 重力 弹力 摩擦力 补充练习（含解析）

考点练：重力弹力摩擦力
1．如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙,甲的速率为 v0，乙的速率为2 v0，两者方向互相垂直．小工件（看作质点）离开甲前与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,工件与甲、乙之间的动摩擦因数相同，乙的宽度足够大．工件与乙有相对运动的过程中，下列说法正确的是

A．摩擦力的大小逐渐减小
B．摩擦力的大小逐渐增加
C．摩擦力的方向是变化的
D．摩擦力的方向始终不变
2．在无风的环境，某人在高处释放静止的篮球，篮球竖直下落；如果先让篮球以一定的角速度绕过球心的水平轴转动（如图）再释放，则篮球在向下掉落的过程中偏离竖直方向做曲线运动。其原因是，转动的篮球在运动过程中除受重力外，还受到空气施加的阻力和偏转力。这两个力与篮球速度的关系大致为：，方向与篮球运动方向相反；，方向与篮球运动方向垂直。下列说法正确的是（　　）
A．、是与篮球转动角速度无关的常量
B．篮球可回到原高度且角速度与释放时的角速度相同
C．人站得足够高，落地前篮球有可能向上运动
D．释放条件合适，篮球有可能在空中持续一段水平直线运动
3．某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器，传感器用棉线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板，传感器记录的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．实验中必须让木板保持匀速运动
B．图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C．最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D．只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
4．关于滑动摩擦力的公式，下列说法中正确的是（ ）
A．公式中的压力一定是重力
B．有弹力必有摩擦力
C．有摩擦力必有弹力
D．同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互平行
5．如图所示一辆货车拉着一个箱子在平直的公路上行驶，箱子始终相对于汽车静止，下列说法正确的是（　　）
A．若汽车加速行驶，箱子受摩擦力向后
B．若汽车匀速行驶，箱子受摩擦力向后
C．若汽车减速行驶，箱子受摩擦力向前
D．若汽车减速行驶，箱子受摩擦力向后
6．木块甲、乙质量分别为 5kg和6kg，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2。夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了 2cm，弹簧的劲度系数为 400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用 F=1N 的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。力F作用后木块所受摩擦力情况是（　　）
A．木块甲所受摩擦力大小是10N
B．木块甲所受摩擦力大小是0N
C．木块乙所受摩擦力大小是9 N
D．木块乙所受摩擦力大小是7 N
7．如图甲所示，小孩轻轻地用10 N的水平推力推木箱，推不动木箱；如图乙所示，小孩加大力度用60 N的水平推力推木箱，还推不动木箱；如图丙所示，小孩用70 N的力把木箱推动了。若木箱对地面的压力大小为100 N，木箱与地面间的动摩擦因数为，用、、分别表示甲、乙、丙三种情况时木箱受到的摩擦力，则、、的大小分别为
A．10 N、60 N、70 N B．10 N、58 N、70 N
C．10 N、60 N、58 N D．10 N、58 N、58 N
8．如图为俄罗斯世界杯阿根廷与冰岛队的比赛场景，运动员将足球顶出，足球向斜上方飞行过程中，(G为重力，F为头对球的作用力，Ff为空气阻力)，某时刻的受力描述正确的是（ ）
A． B． C． D．
9．在生产劳动中常遇到这样的场景，四块相同木板整齐叠放在水平地面上，工人使用、、或其中一种方式使四块木板一起水平缓慢运动，如图所示。已知地面与木板间动摩擦因数大于木板与木板间动摩擦因数，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列判断正确的是（　　）
A．若工人沿方向拖木板1，可能使四块木板一起运动
B．若工人沿方向推木板1，只要力足够大，可能使四块木板一起运动
C．若能使四块木板一起缓慢运动，可能小于
D．若能使四块木板一起缓慢运动，一定大于
10．如图所示，用大小为100N的握力握住一个重为40N的瓶子．瓶子竖直，始终处于静止状态．已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ＝0.5，则(　　)
A．瓶子受到的摩擦力大小为40N
B．瓶子受到的摩擦力大小为50N
C．当握力进一步增大时，瓶子受到的摩擦力将成正比增大
D．当握力持续减小时，瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
11．木块甲、乙分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25。夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1N的水平拉力作用在木块乙上，如图所示。力F作用后木块所受摩擦力情况是（　　）
A．木块甲所受摩擦力大小是12.5 N
B．木块甲所受摩擦力大小是11.5 N
C．木块乙所受摩擦力大小是9 N
D．木块乙所受摩擦力大小是7 N
12．如图所示，重为100N的物体在水平面上向右运动，物体与水平面的动摩擦系数为0.2，与此同时物体受到一个水平向右的力F=10N，那么物体受到的合力为（　　）
A．30N，水平向左 B．30N，水平向右
C．10N，水平向左 D．10N，水平向右
13．如图所示，物块M通过与斜面平行的细绳与小物块m相连。斜面的倾角可以改变，讨论物块M对斜面的摩擦力的大小，则有（　　）
A．若物块M保持静止，则角越大，摩擦力一定越大
B．若物块M保持静止，则角越大，摩擦力可能越小
C．若物块M沿斜面下滑，则角越大，摩擦力越大
D．若物块M沿斜面下滑，则角越大，摩擦力越小
14．如图在水平力F的作用下，重为G的物体沿竖直墙壁匀速下滑，物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受摩擦力大小为（　　）
A． B． C． D．
15．如图所示，长木板放在水平桌面上，物体M放于长木板上静止，此时弹簧对物体向左的弹力大小为3N，物体的质量为0.5kg，物体与木板之间的摩擦因数为0.6，现使木板与物体M一起以8m/s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动，此时物体受到的摩擦力（　　）
A．方向向右 B．方向向左
C．大小为1N D．大小为3N
16．如图所示，在粗糙水平面上有一重力mg=20 N的木块，水平拉力F=4 N时，木块做匀速直线运动，这时木块受到的摩擦力f的方向与水平拉力F的方向 _____（填“相同”或“相反”），摩擦力f的大小f=_____N；木块与桌面之间的动摩擦因数 =_____。
17．如图所示，一个准确的弹簧秤，置于粗糙的水平地面上，用F1＝5N的水平力拉秤钩，用F2＝6N的水平力拉另一端的圆环，弹簧秤处于静止状态．这时弹簧秤受到的静摩擦力大小是_______N，方向___________．弹簧秤的示数为_______N．
18．倾角为30°的斜面体置于粗糙的水平地面上，其斜面光滑，底边粗糙，顶端安装一光滑轻滑轮，另有光滑圆环固定在竖直平面内，圆心在O点。一小球套在圆环上，通过绕过轻滑轮的细线与斜面上的小物块相连。在竖直向下拉力F作用下，小球静止Q点，0Q连线与水平方向成53°角，细线与环恰好相切，滑轮与小物块之间的细线与斜面平行，如图所示，斜面体始终保持静止。已知小球的质量m=1kg，小物块的质量M-2kg，重力加速度g=10m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：
（1）拉力F的大小；
（2）地面对斜面体的摩擦力大小；
（3）若突然撤去拉力F，小球将从Q点开始运动。求撤去的瞬间，小物块的加速度大小。

19．有一位同学以250N的水平恒力推着一个木箱在水平地面上由静止开始沿直线运动，经过2s运动了2m，已知木箱质量为50kg。求：
(1)木箱受到的摩擦力；
(2)木箱与地面之间的动摩擦因数。（g=10m/s2）
20．如图所示，A物体mA=4kg，B物体mB=2kg，A与B、A与地面间的动摩擦因数均为μ=0.4，物体B用细绳系住，现用水平力F将A向右匀速拉出。（g=10m/s2）求：
(1)物体B受到摩擦力的大小和方向；
(2)水平力F的大小。
参考答案
1．D
【解析】
当乙的速度为2v0时，工件相对乙的速度与y轴方向的夹角为α，；工件受到的摩擦力与二者相对速度的方向相反，如图所示．
工件在x轴、y轴方向的加速度的大小分别为ax、ay，根据牛顿运动定律ax=μgsinα，ay=μgcosα；经过极短的时间△t，x轴、y轴方向的相对速度大小分别为vx=v0-ax△t，vy=2v0-ay△t；解得???，；表明经过极短的时间△t，工件相对乙的速度与y轴方向的夹角仍为α，所以摩擦力方向保持不变；故工件在乙上滑行的过程中所受摩擦力的大小始终为f=μmg，方向不变；故选项ABC错误，D正确．
2．C
【解析】
A．篮球未转动时，篮球竖直下落，没有受到偏转力的作用，而篮球转动时，将受到偏转力的作用，所以偏转力中的与篮球转动角速度有关，故A错误；
B．空气阻力一直对篮球做负功，篮球的机械能将减小，篮球的角速度也将减小，所以篮球没有足够的能量回到原高度，故B错误；
C．篮球下落过程中，其受力情况如下图所示
篮球下落过程中，由受力分析可知，随着速度不断增大，篮球受到和的合力沿竖直方向的分力可能比重力大，可使篮球竖直方向的分速度减小为零或变成竖直向上，所以篮球可能向上运动，故C正确；
D．如果篮球的速度变成水平方向，则空气阻力的作用会使篮球速度减小，则篮球受到的偏转力将变小，不能保持与重力持续等大反向，所以不可能在空中持续一段水平直线运动，故D错误。
故选C。
3．C
【解析】
AB．为了能研究摩擦力随时间的变化曲线，故物块一直要处于静止状态，则向左的摩擦力一直与向右轻绳的拉力平衡，图乙是向右轻绳的拉力随时间变化曲线，故图乙也可以反映摩擦力随时间变化的曲线，由图可乙知向右轻绳的拉力先增大后减小，最后趋于不变，故物块先受静摩擦力作用后受滑动摩擦力作用，所以不需要让木板保持匀速运动，故AB错误；
C．由图可知，最大静摩擦力约为10N，滑动摩擦力约为7N，故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7，故C正确；
D．根据
，
可知，由于不知道物块的重力，故无法求物块与木板间的动摩擦因数，故D错误。
故选C。
4．C
【解析】
解：A、公式中的压力是正压力，不一定等于重力；故A错误；
B、有弹力而无相对运或相对运动趋势就没有摩擦力；故B错误；
C、摩擦力产生的条件中包含弹力的产生的条件，故有摩擦力必有弹力；故C正确；
D、同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互垂直；故D错误；
故选C．
【点评】本题考查了滑动摩擦力的知识，抓住产生滑动摩擦力产生的条件，以及摩擦力的方向判断．
5．D
【解析】
A．水平方向上，盒子仅受摩擦力作用，根据牛二定律可知，当汽车加速行驶时，加速度向前，因此箱子受摩擦力向前，故A错误；
B．当汽车匀速行驶时，合外力为零，加速度也为零，因此箱子不受摩擦力，故B错误；
CD．水平方向上，盒子仅受摩擦力作用，根据牛二定律可知，当汽车减速行驶时，加速度向后，因此箱子受摩擦力向后，故C错误，D正确。
故选D。
6．C
【解析】
根据题意可知甲和水平面之间的最大静摩擦力的大小为
f1=μm甲g=10N
乙和水平面之间的最大静摩擦力的大小为
f2=μm乙g=12N
根据胡克定律可知，弹簧的弹力大小为
F1=kx=400×0.02N=8N
当水平拉力作用于乙物体时，水平外力和弹簧对乙物体的作用力同向，因为F+F1＜f2，所以乙物体静止不动，根据平衡条件可知乙物体受到的静摩擦力为
f乙=F+F1=9N
对甲物体，因为F1＜f1，所以甲物体也静止不动，甲物体受到静摩擦力大小为
f甲=F1=8N
故ABD错误，C正确。
故选C。
7．C
【解析】
【详解】
甲图中，推木箱不动，静摩擦力与推力平衡，故F1＝10N；
乙图中，用60N的水平力，还推不动木箱，故仍受到静摩擦力，其值为F2＝60N；
丙图中，小孩把木箱推动了，受滑动摩擦力，大小为：
；
所以C正确，ABD错误；
故选：C；
8．D
【解析】
斜向上方飞行的足球受到重力和与相对空气运动速度方向相反的阻力作用，故D正确，ABC错误。
故选：D
9．C
【解析】
AB．设每块木板的质量为，木板间的动摩擦因数为，木板与地面间的动摩擦因数为，
当使用或方式时，以木板4为研究对象，3给4的最大摩擦力为
地面给4的最大静摩擦力
由于，所以，故4不会运动，错误；
．把四块木板当成整体，当只有作用时，有
当只有作用时，设与水平方向的夹角为，根据平衡条件有
解得
所以若能使四块木板一起缓慢运动，可能小于，也可能大于，错误正确。
故选。
10．A
【解析】
AB．瓶子重力为40N，处于静止状态，则瓶子受到的摩擦力大小等于重力，为40N．故A正确，B错误；
C．当握力再增大时，瓶子受到的重力不变，也就是摩擦力不变。故C错误；
D．当握力逐渐减小时，导致瓶子的最大静摩擦力减少，但只要瓶子仍处于静止，则摩擦力大小不变；故D错误；
故选A。
11．C
【解析】
AB．由于弹簧被压缩了，故弹簧的弹力
对于甲来说弹簧对它的力是向左的，大小为8N，而甲静止，则甲最大的静摩擦力为：
f甲=50N×0.25=12.5N>F
则甲静止，则甲受到的摩擦力与F等大方向
f甲=F=8N
故甲受到的摩擦力为8N，方向水平向右，选项AB均错误；
CD．对乙，其最大静摩擦力
f乙=60N×0.25=15N
它受向右的8N的弹力，还有向右的1N的拉力，故两力的合力大小为9N，方向水平向右，也小于其最大静摩擦力，乙也处于静止状态，受力平衡，故它受到的摩擦力等于弹簧对它的弹力和拉力的合力9N，方向水平向左，选项C正确，D错误。
故选C。
12．C
【解析】
在水平地面上向右运动，竖直方向受重力、支持力，水平方向受水平向右的推力、水平向左的摩擦力。水平向右的推力F=10N，摩擦力f=μN=20N，所以合力大小为
F合=（20-10）N=10N
方向水平向左；
故选C。
13．BD
【解析】
AB．物体m受到重力mg和拉力F，处于平衡状态
对滑块M受力分析，受重力Mg、支持力 、拉力F和静摩擦力，其中静摩擦力方向取决于拉力F和重力的下滑分量的大小，若
受力如图
根据平衡条件，有
故越大，越大
若
受力如图
根据平衡条件，有
故越大，越小
A错误B正确；
CD．由于物体M下滑，所以物体所受到滑动摩擦力，有
由于是在斜面上
当增大时，减少（0～90度），所以减少，C错误D正确；
故选BD。
14．AD
【解析】
【详解】
由题意可知物体沿竖直墙壁下滑，则受到是滑动摩擦力，则有
又由于物体匀速下滑，则有
故A、D正确，B、C错误；
故选AD。
15．BC
【解析】
【分析】
【详解】
木板静止时，物体受到向右的摩擦力大小为
当木板与物体M一起以8m/s2的加速度向左沿水平方向做匀加速运动时，假设物体与木板间没有发生相对滑动，规定向左为正方向，弹簧的弹力大小
根据牛顿第二定律
可得
假设成立，因此摩擦大小为1N，方向水平向左。
BC正确，AD错误。
故选BC。
16．相反 4 0.2
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2][3]．拉力F向右，物块向右运动，则摩擦力向左，即木块受到的摩擦力f的方向与水平拉力F的方向相反；物块做匀速直线运动处于平衡状态，则摩擦力f等于拉力F，即摩擦力f的大小f=4N；木块与桌面之间的动摩擦因数
17．1； 水平向左； 5；
【解析】
【详解】
弹簧秤处于静止状态，受到的静摩擦力大小是两力的差值为1N，方向与较大的拉力方向反向，即水平向左；弹簧秤的示数为秤钩端拉弹簧的力F1的数值，为5N
故本题答案为：1N；水平向左；5N．
18．(1) (2) (3)
【解析】
【分析】
【详解】
(1) 对小物块和小球分别受力分析，如下图所示，根据平衡条件可得到：

对物块：
对小球m：
与大小相等有：
联立解得：
(2)小物块与斜面体相对静止，可看做一整体，并对地面静止，因此细线上的张力在水平方向上的分力大小即为地面对斜面体的摩擦力大小，
(3)设撤去的瞬间细线上的张力为，小物块的加速度为，根据牛顿第二定律得：
对小物块：
对小球：
联立解得：
19．(1)200N，方向水平向左；(2)0.4
【解析】
【分析】
【详解】
(1)根据
设摩擦力为，根据牛顿第二定律可得
联立解得
方向水平向左。
(2)由
代入数据可得
20．(1)8N，方向水平向右；(2)32N
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由于A、B间是滑动摩擦力，因此B受摩擦力大小
方向水平向右
(2)由于匀速拉出，A与地面间的摩擦力
对A进行受力分析可得，拉力大小