3.2 摩擦力-同步练习（含解析）—【新教材】人教版（2019）高中物理必修第一册（机构）

3.2 摩擦力-同步练习（含解析）
一、单选题
1.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（?? ）
?实验中必须让木板保持匀速运动?????????????????????
?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
2.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
3.如果担心手中的瓶子会掉下去，人们总是努力把它握得更紧一些，这样做的目的是：（?? ）
A.?减小瓶子的重力??????????????????????????????????????????????????B.?增大手对瓶子的摩擦力
C.?增大瓶子与手间的滑动摩擦力?????????????????????????????D.?增大瓶子与手间的最大静摩擦力
4.关于摩擦力，下列说法正确的是（?? ）
A.?两个相互接触的物体间一定产生摩擦力
B.?摩擦力只能在两个相对滑动的物体之间产生
C.?静摩擦力的大小与两个物体间的正压力成正比
D.?滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体的相对运动方向相反
5.如图所示，两个方向相反的水平力F1和F2分别作用在物体B、C上，力的大小满足F2=2F1=2F．物体A、B、C均处于静止状态．各接触面与水平地面平行．物体A、C间的摩擦力大小为 ，物体B、C间的摩擦力大小为 ，物体C与地面间的摩擦力大小为 ，则（ ??）
A.?????????????????????????????????????????B.?
C.????????????????????????????????????????D.?
6.下列说法正确的是(?? )
A.?有静摩擦力一定有弹力???????????????????????????????????????B.?重心就是物体的几何中心
C.?弹力越大，静摩擦力越大?????????????????????????D.?滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
7.下列说法正确的是（ ??）
A.?研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员的动作，可以将运动员看作质点
B.?运动员跑完800m比赛，800m指的是路程大小
C.?由滑动摩擦因数 知，μ与FN成反比
D.?滑动摩擦力总是阻力，静摩擦力可以是动力
8.大小相等的力F按如图所示的四种方式作用在相同的物体上，使物体能沿不同粗糙程度的水平面匀速运动，则物体与水平面间的摩擦力最大的是（?? ）
A.??????????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????????????D.?
二、多选题
9.用图示方法可以测定木块M与长木板N之间的滑动摩擦力的大小。把一个木块M放在长木板N上，长木板N放在粗糙的水平地面上，在恒力F作用下，长木板N以速度υ匀速运动，水平弹簧测力计的示数为T，下列说法正确的是（?? ）
A.?木块M受到的滑动摩擦力的大小等于T
B.?木块M受到的滑动摩擦力的大小等于F
C.?长木板N以3v的速度匀速运动时，木块M受到的摩擦力的大小也等于T
D.?若用3F的力作用在长木板上，木块M受到的摩擦力的大小等于3F
10.如图甲所示，A、B两个物体叠放在水平面上，B的上下表面均水平，A物体与一拉力传感器相连接，连拉力传感器和物体A的细绳保持水平．从t＝0时刻起，用一水平向右的力F＝kt(k为常数)作用在B的物体上，力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示，已知k、t1、t2 ， 且最大静摩擦力等于滑动摩擦力．据此可求(?? )
A.?A，B之间的最大静摩擦力???????????????????????????????????B.?水平面与B之间的滑动摩擦力
C.?A，B之间的动摩擦因数μAB????????????????????????????????D.?B与水平面间的动摩擦因数μ
11.中国书法历史悠久，是中华民族优秀传统文化之一．在楷书笔画中，长横的写法要领如下；起笔时一顿，然后向右行笔，收笔时略向右按，再向左上回带．该同学在水平桌面上平铺一张白纸，为防打滑，他在白纸的左侧靠近边缘处用镇纸压住．则在向右行笔的过程中（ ??）
A.?镇纸受到向左的摩擦力???????????????????????????????????????B.?毛笔受到向左的摩擦力
C.?白纸只受到向右的摩擦力????????????????????????????????????D.?桌面受到向右的摩擦力
12.如图所示，斜面体固定在水平地面上，一物块静止在斜面上，物块上端连接一轻弹簧，现用沿斜面向上、大小为F=kt的拉力拉轻弹簧的上端，则弹簧的弹力F′、物块受到的摩擦力f随时间变化的图象正确的是（?? ）（时间足够长，斜面足够长，物块与斜面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力）
A.????????????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????????????D.?
13.如图所示，水平放置的复印机纸盒里有10张叠放的复印纸，每一张纸的质量均为m。摩擦轮竖直向下压第1张纸，并以一定的角速度逆时针转动。摩擦轮与第1张纸之间的动摩擦因数为?1 ， 纸张间的动摩擦因数均为?2 ， 且有?1>?2。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，则下列说法正确的是（?? ）
?第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左????????????????
?第2张纸受到的合外力为零
C.?第2张纸到第10张纸之间不可能发生相对滑动?????
D.?第10张纸不受第9张纸给的摩擦力作用
14.如图所示，一些商场安装了智能化的台阶式自动扶梯。为了节约能源，在没有乘客乘行时，自动扶梯以较小的速度匀速运行；当有乘客乘行时，自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行，则电梯在运送乘客的过程中（?? ）
A.?乘客始终受摩擦力作用??????????????????????????????????????? B.?扶梯匀速时乘客不受摩擦力作用
C.?扶梯对乘客的作用力始终竖直向上?????????????????????D.?扶梯对乘客的作用力先指向左上方，再竖直向上
三、解答题
15.在图中，若两物体的重力分别为GA=20 N，GB=40 N，A、B间动摩擦因数μ1=0.2，B与地面间动摩擦因数μ2=0.4，用力F作用在B上后，A、B间、B与地面间都发生了相对滑动。求各接触面间摩擦力的大小；若用F=10N的力拉原来静止的A和B，则A和B受到的摩擦力又是多大？
16.如图所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、B与地面间的动摩擦因数相同,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.
17.如图所示,物体A重30 N,受到一个大小为20 N的力F的作用,静止在竖直的墙壁上,画出物体A受力的图示.
18.如图所示，物体A重GA=40 N，物体B重GB=20 N，A与B、B与地面的动摩擦因数相同，用水平绳将物体A系在竖直墙壁上，用力F向右拉物体B。当F=30 N时，才能将B匀速拉出，求接触面间的动摩擦因数。
答案
一、单选题
1.【答案】 C
【解答】A．动摩擦力大小与是否匀速直线运动无关，A不符合题意；
B．图乙曲线是拉力F随时间的变化曲线，B不符合题意；
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，C符合题意；
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，D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】当物体做匀速直线运动时，物体受到的拉力等于摩擦力，结合压力大小求解动摩擦因数。
2.【答案】 C
【解答】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；
故答案为：C。
【分析】物体与地面发生相对运动，物体受到来自地面的滑动摩擦力，方向与物体运动方向相反，对于滑动摩擦力来说，f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是压力。
3.【答案】 D
【解答】瓶子在竖直方向受重力和静摩擦力，两者相等，重力不变，所以手对瓶子的静摩擦力不变；为了防止瓶子掉下去，即努力把它握得更紧一些，即通过增大压力来增大最大摩擦力，防止重力大于最大静摩擦力而掉下去，A、B、C不符合题意，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】物体相对于接触面没有发生相对运动，但是具有相对运动趋势，此时物体受到来自地面的静摩擦，与物体的运动趋势相反，静摩擦力的大小不能用公式求解，只能根据物体的运动状态进行受力分析求解。
4.【答案】 D
【解答】A．两个相互接触的物体间, 如果没有相对运动或相对运动趋势时，物体间不存在摩擦力，A不符合题意；
B．静摩擦力存在两个相对静止的物体之间，B不符合题意；
C．滑动摩擦力的大小与两个物体间的正压力成正比，静摩擦力大小与正压力无关，C不符合题意；
D．滑动摩擦力的方向总跟接触面相切，跟物体的相对运动方向相反，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】物体与地面发生相对运动，物体受到来自地面的滑动摩擦力，方向与物体运动方向相反，对于滑动摩擦力来说，f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是压力。
5.【答案】 B
【解答】把ABC看做一个整体，从整体的角度考虑，由于是两个力分别作用在系统上，所以物体C与地面间的摩擦力大小：
隔离物体A进行受力分析，因物体A静止于物体C上，相对于C无相对运动趋势，所以物体A、C间的摩擦力大小 ；隔离物体B进行受力分析，B受到水平向右的拉力F作用而相对于C静止，但有向右的运动趋势，会受到向左的静摩擦力，由二力平衡可知 。ACD不符合题意，B符合题意。
故答案为：B．

【分析】物体相对于接触面没有发生相对运动，但是具有相对运动趋势，此时物体受到来自地面的静摩擦，与物体的运动趋势相反，静摩擦力的大小不能用公式求解，只能根据物体的运动状态进行受力分析求解。
6.【答案】 A
【解答】A.根据摩擦力产生的条件，有静摩擦力一定有弹力，而有弹力不一定有摩擦力，A符合题意；
B.重心是各部分所受重力的集中点，与几何中心不是同一概念，B不符合题意；
C.静摩擦力的大小与正压力无直接关系，但弹力与滑动摩擦力有关，C不符合题意；
D.滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】物体与地面发生相对运动，物体受到来自地面的滑动摩擦力，方向与物体运动方向相反，对于滑动摩擦力来说，f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是压力；重心可能在物体上，也可能不在物体上，对于形状规则、质量分布均匀的物体来说，重心位于物体的几何中心上。
7.【答案】 B
【解答】A．点没有大小，谈自转无意义；故研究在冰面上旋转的花样滑冰运动员动作时，运动员不可以简化为点，A不符合题意；
B．运动员跑完800 m比赛，轨迹是曲线，故800 m指的是路程大小，B符合题意；
C．动摩擦因数的大小只有两个接触面的材料决定，与正压力无关，C不符合题意；
D．滑动摩擦力和静摩擦力都可以是动力，也可以是阻力，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】研究运动员的动作不能把运动员作为质点；动摩擦因素和摩擦力大小无关，与压力大小无关；滑动摩擦力和静摩擦力都可以是动力。
8.【答案】 A
【解答】根据功的定义W=Fxcosα因为四种情况中的F和x都相同，只有A中的а=00,所以图A中力F做功最多。
故答案为：A
【分析】物体与地面发生相对运动，物体受到来自地面的滑动摩擦力，方向与物体运动方向相反，对于滑动摩擦力来说，f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是压力。
二、多选题
9.【答案】 A,C
【解答】AB.稳定时，M保持静止。水平方向受到弹簧的拉力和N对M的滑动摩擦力，由平衡条件得到，木块M受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧的拉力T，A符合题意B不符合题意；
CD.若长木板以3v的速度匀速运动时或者若用3F的力作用在长木板上木板加速运动时，MN间动摩擦因数不变，M对N的压力不变，则木块M受到的滑动摩擦力的大小不变，仍等于T，C符合题意D不符合题意。
故答案为：AC。
【分析】物体与地面发生相对运动，物体受到来自地面的滑动摩擦力，方向与物体运动方向相反，对于滑动摩擦力来说，f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是压力。
10.【答案】 A,B
【解答】A.0﹣t1内，A不受水平拉力，说明水平面对B的静摩擦力没有达到最大值，t1﹣t2内力传感器的示数逐渐增大，说明水平面对B的静摩擦力达到最大值，B受地面的最大静摩擦力为 ；B对A有向右有静摩擦力，t2时刻后力传感器的示数不变，说明B相对A向右运动，A受到滑动摩擦力，则t2时刻A、B之间的静摩擦力达到最大值，且为 ，AB符合题意；
C.由于A对B的压力不能求出，所以不能求出A、B之间的动摩擦因数 ，C不符合题意；
D.B对水平面的压力求不出来，因此不能求出B与水平面间的动摩擦因数μ，D不符合题意．
故答案为：AB
【分析】物体与地面发生相对运动，物体受到来自地面的滑动摩擦力，方向与物体运动方向相反，对于滑动摩擦力来说，f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是压力。
11.【答案】 B,D
【解答】A．白纸和镇纸始终处于静止状态，对镇纸受力分析知，镇纸不受摩擦力，否则水平方向受力不平衡．镇纸的作用是增大纸与桌面之间的弹力与最大静摩擦力，A不符合题意；
B．毛笔在书写的过程相对纸面向右运动， 受到向左的摩擦力，B符合题意；
C．白纸与镇纸之间没有摩擦力，白纸始终处于静止状态，则白纸在水平方向受到毛笔对白纸的摩擦力以及桌面对白纸的摩擦力，由B可知，毛笔受到的摩擦力向左，由牛顿第三定律，白纸受到毛笔的摩擦力向右，根据平衡状态可知，桌面对白纸的摩擦力向左，C不符合题意；
D．桌面只受到白纸的摩擦力，桌面对白纸的摩擦力向左，根据牛顿第三定律，白纸对桌面的摩擦力向右，D符合题意．
故答案为：BD
【分析】物体与地面发生相对运动，物体受到来自地面的滑动摩擦力，方向与物体运动方向相反，对于滑动摩擦力来说，f=μN，其中μ是动摩擦因数，N是压力。
12.【答案】 A,D
【解答】AB．弹簧的弹力始终等于拉力F，即F′=kt，A符合题意，B不符合题意；
CD．物块开始受到的是静摩擦力，且大小为mgsin α，方向向上，在拉力F增大的过程中，静摩擦力的大小变化满足F+Ff=mgsin α
随着F的增大，静摩擦力先向上均匀减小到零，再向下均匀增大，当增大到等于最大静摩擦力时，再增大拉力，摩擦力变为滑动摩擦力，大小就保持恒定，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】对物体进行受力分析，在重力、弹力、支持力和摩擦力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，结合拉力方向的变化分析其他力的变化。
13.【答案】 B,C
【解答】A．摩擦轮逆时针转动，第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向右，A不符合题意；
B．第2张纸上表面受到第1张纸向右的滑动摩擦力和第3张纸的最大静摩擦力
由于
所以第2张纸受到的合外力为零，B符合题意；
C．根据上述分析，第2张纸到第10张纸到的合外力为零，所以不会发生相对滑动，C符合题意；
D．第9张纸受到第10张纸的静摩擦力，根据牛顿第三定律，第10张纸受到第9张纸给的摩擦力作用，两力等大反向，D不符合题意。
故答案为：BC。
【分析】对每一张纸进行受力分析，在上下连两个摩擦力的作用下，物体处于平衡状态，合力为零，根据该条件列方程分析求解即可。
14.【答案】 B,D
【解答】AB．匀速运动阶段，乘客受重力以及扶梯对乘客竖直向上的支持力，没有摩擦力，A不符合题意，B符合题意。
CD．加速运动阶段，扶梯对乘客有水平向左的摩擦力和竖直向上的支持力，扶梯对乘客的作用力指向左上方向；匀速运动阶段，扶梯对乘客的作用力竖直向上，D符合题意，C不符合题意。
故答案为：BD。
【分析】当乘客做匀速直线运动时不受摩擦力的作用；当乘客做匀加速直线运动时电梯对人的作用力沿左上方方向。
三、解答题
15.【答案】 解：都发生相对滑动时：
AB间的摩擦力为：f1=μFN1=0.2×20N=4N
B和地面间摩擦力：f2=μFN2=0.4×60N=24N
由于最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，所以用10N的力拉不动B，则AB均静止。此时：
AB间的摩擦力为：fA=0
B和地面间摩擦力：fB=10N
【分析】当AB都发生相对滑动时，则受到接触面滑动摩擦力的作用，利用滑动摩擦力的表达式可以求出AB之间的摩擦力及B与地面摩擦力的大小；当用10N的力作用时，AB都静止，利用A的静止可以判别AB之间没有摩擦力的作用；利用B的平衡可以求出地面对B的静摩擦力大小。
16.【答案】解:物体B对A压力 ，地面对A的支持力
因此A受B的滑动摩擦力 ，A受地面的摩擦力
又由题意得 ，可得 ，代入数据得
可得到
【分析】对物体A进行受力分析，受到两个摩擦力和一个拉力，并且处于平衡状态，合外力为零，列方程求解即可。
17.【答案】解:如图所示:
【解答】物体受到人为的压力水平向左，墙的支持力水平向右，重力竖直向下，摩擦力竖直向上，如图所示。在这几个力的作用下，物体处于静止状态，所以水平方向上压力和支持力是平衡力，竖直方向上重力和摩擦力是平衡力。物体A受力的图示如下图。
【分析】物体受到重力、静摩擦力、压力和支持力，求出大小作图即可。
18.【答案】解：设接触面间的动摩擦因数为μ，物体A与B间的摩擦力为
F1=μGA
物体B与地面间的滑动摩擦力为
F2=μ（GA+GB）
将B匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的大小之和应相等，有
F=μGA+μ（GA+GB）=μ（2GA+GB）
即30=μ（2×40+20）
解得μ=0.30
【分析】隔离B，做受力分析，列平衡式，再根据摩擦力公式求得动摩擦系数。