3.2摩擦力（附答案）学案－2020-2021学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册 Word版含答案

2.
摩擦力
知识清单
一、滑动摩擦力
1．定义：当一个物体在另一个物体表面
的时候，会受到另一个物体阻碍它滑动的力，这种力叫作滑动摩擦力。
2．方向：沿着
，并且跟物体
的方向相反。
3．大小：Ff＝μF压，F压为压力，μ为
。
4．作用效果：总是阻碍物体间的
。
二、静摩擦力
1．定义：两个物体之间只有
，而没有相对运动，这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2．方向：总是沿着
，并且跟物体的相对运动趋势的方向相反。
3．大小：范围为
，Fmax为最大静摩擦力，静摩擦力的大小由物体的运动状态及外界对它的施力情况决定。
4．作用效果：总是阻碍物体间的相对运动趋势。
课堂练习
1．关于静摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法错误的是（
）
A．受静摩擦力物体不一定相对静止
B．静摩擦力的方向不一定与运动方向共线
C．受静摩擦力(或滑动摩擦力)的物体不一定静止(或运动)
D．静摩擦力不一定是阻力
2.
如图1，钢球A静止于水平面C与固定于C的挡板B间，试分析球A与水平面C和挡板B间的摩擦力情况(　　)
A.
球A与挡板B间无摩擦力，与水平面C间有摩擦力
B.
球A与挡板B间有摩擦力，与水平面C间有摩擦力
C.
球A与挡板B间有摩擦力，与水平面C间无摩擦力
D.
球A与挡板B间无摩擦力，与水平面C间无摩擦力
3．（多选）图2中的物体A都处于静止状态，有静摩擦力的是(
)
4．（多选）如图3所示，两木块A、B叠放在水平桌面上，现以水平拉力F拉B没有拉动，则以下列说法正确的是(　　)
A．A、B间不存在摩擦力作用
B．A、B间有静摩擦力作用
C．B与桌面间不存在静摩擦力作用
D．若撤去外力F后，则A与B、B与桌面间都没有摩擦力
5.如图4所示，用水平作用力F把物体压在竖直墙面上，物体始终处于静止状态，则物体所受的摩擦力的大小(　　)
A．随F的增大而增大
B．随F的减小而减小
C．等于重力的大小
D．可能大于重力
6.
（多选）如图5所示，物体A放在水平桌面上，通过定滑轮悬挂一个重为10N的物体B，且已知物体A与桌面间的最大静摩擦力为4N．要使A静止，需加一水平向左的力F1，则力F1的取值可以为(　　)
A.
4N
B.
6N
C.
10N
D.
18N
7．三个质量相同的物体，与水平桌面的动摩擦因数相同，由于所受水平拉力不同，A做匀速运动，B做加速运动，C做减速运动，那么它们受到的摩擦力大小关系应是(　　)
A．FB>FA>FC
B．FAC．FB＝FA＝FC
D．不能比较大小
8．如图6所示，木块放在水平地面上，在F＝8N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1m/s，则下列说法正确的是（
）
A．以1
m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力为8N
B．当木块以2
m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力小于8N
C．当水平拉力F＝20N时，木块受到的摩擦力为20N
D．将水平拉力F撤去，木块速度越来越小，是因为木块受到的摩擦力越来越大
课后精练
1．如图所示，用手向右拉毛刷，毛刷与桌面保持相对静止，则（
）
A．毛刷静止不动不受摩擦力
B．手与毛刷间存在滑动摩擦力
C．毛刷受到桌面的静摩擦力方向向左
D．手与毛刷之间不存在相互作用力
2．下列判断正确的是（
）
A．人正常行走时，鞋底受到滑动摩擦力的作用
B．特警队员双手握住竖直的竹竿匀速上爬时，双手受到的摩擦力方向向下
C．手将酒瓶竖直握住停留在空中，当增大手的握力时，酒瓶受到的摩擦力将增大
D．在冰面上洒些细土，人再走上去就不易滑到，是因为鞋底受到的最大静摩擦力增大了
3．关于摩擦力，下列说法正确的是（
）
A．一个物体可以同时受到滑动摩擦力和静摩擦力的作用
B．摩擦力的存在依赖于弹力，所以有弹力必定有摩擦力
C．运动的物体可能受到静摩擦力作用，静止的物体不可能受到滑动摩擦力作用
D．摩擦力的方向可能与运动方向相同，也可能相反，但一定与运动方向在同一直线上
4.冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。如图所示，比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面，使冰壶滑得更远。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ，受到的滑动摩擦力为f，则冰道被擦刷后（
）
A．μ和f都增大
B．μ和f都减小
C．μ增大，f减小
D．μ减小，f增大
5．一块质量均匀分布的长方体木块按如图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动。则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是（
）
A．Ff甲＝Ff乙B．Ff甲＝Ff丙C．Ff甲＝Ff乙＝Ff丙
D．Ff丙6.一根质量为m、长为L的均匀长方木条放在水平桌面上，木条与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平力F推木条，当木条经图所示位置时，桌面对它的摩擦力为（
）
A．μmg
B．μmg
C．μmg
D．上述选项均不对
7．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，连接拉力传感器和物体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．A物体的质量
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
8．如图甲所示，用水平力F将质量为0.4kg的物块压在竖直墙壁上静止不动，物块与墙面间的动摩擦因数为0.4。若力F随时间t变化的规律如图乙所示，取g＝10m/s2，认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则下列图像中，能正确反映物块所受墙的摩擦力大小f随时间t变化规律的是（
）
A．B．C．D．
9．如图所示，一质量不计的弹簧原长为
10cm，一端固定于质量
m＝2kg的物体上，另一端施一水平拉力
F，物体与水平面间的动摩擦因数为
0.2。(g＝10m
/s2，设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)
（1）若当弹簧拉长到总长为12
cm时，物体恰好匀速直线运动，弹簧的劲度系数多大；
（2）若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为11
cm时，物体所受到的摩擦力大小为多少；
（3）若在物体静止的情况下将弹簧拉长到总长为13
cm时，物体所受的摩擦力大小为多少；
若此时为使物体做匀速直线运动还需给物体施加多大的竖直向下的压力。
参考答案
知识清单
一、滑动摩擦力
1．滑动
2．接触面
相对运动
3．动摩擦因数
4．相对运动
二、静摩擦力
1．相对运动的趋势
2．接触面
3．
0课堂练习
1．A
2.
D
3．BCD
4．AD
5．C
6.BC
7．C
8．A
课后精练
1．C
【解析】用手向右拉毛刷，毛刷相对桌面静止但产生了向右的运动趋势，桌面阻碍毛刷从而施加给毛刷向左的静摩擦力，故C正确，AB错误。手与毛刷之间存在相互作用力，故D错误。
2．D
【解析】人在正常行走时，脚相对于地面没有发生相对运动，所以脚受到的摩擦力为静摩擦力；故A错误；特警队员双手握住竖直的竹竿匀速上爬时，受力平衡，重力与摩擦力平衡，故双手受到的摩擦力方向向上，故B错误；手将酒瓶竖直握住停留在空中，平衡状态，重力等于静摩擦力，增大手的握力时，增大了酒瓶的最大静摩擦力，并没有增大酒瓶受到的摩擦力，故C错误；在结冰的水平路面上洒些细土，人走上去不易滑倒，是因为此时人与路面间的粗糙程度增加了，从而最大静摩擦力增大了，故D正确。
3．A
【解析】一个物体可以同时与多个物体接触，故可能同时受到滑动摩擦力和静摩擦力的作用，故A正确；摩擦力的存在依赖于弹力，即有摩擦力一定有弹力，但有弹力不一定有摩擦力，故B错误；发生静摩擦的两个物体间相对静止，相对地面可以一起运动，也可以静止；存在滑动摩擦力的两个物体间有相对滑动，相对于地面，可以有一个物体是静止的，故C错误；摩擦力的方向与物体的相对运动方向（或相对运动趋势方向）相反，与运动方向无关，存在各种可能性，如汽车转弯时提供向心力的摩擦力与运动方向相互垂直，故D错误。
4.B【解析】冰道被摩擦后变得更加光滑，所以动摩擦因数变小，滑动摩擦力也变小。B项正确。
5．C
【解析】由题分析知，木块与水平面间的动摩擦因数μ相同，木块对水平面的压力都等于重力，所以压力FN相等，则根据公式Ff=μFN分析得知，滑动摩擦力相等，故C正确。
6.A【解析】压力仍为FN＝mg，则Ff＝μmg。故A项正确。本题易错选B，误认为摩擦力大小与接触面积有关。
7．A
【解析】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的静摩擦力逐渐增大，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
fmax=k（t2-t1），故A正确。根据题中的条件不能求解A物体的质量，选项B错误；由于B运动后A静止不动，则A、B间有滑动摩擦力，等于k（t2-t1）。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μAB，故C错误。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，故D错误。
8．B
【解析】开始时物体受到的最大静摩擦力，重力，故开始时，物体处于静止状态，受到静摩擦力作用，当静摩擦力等于重力时，，解得压力，时间为，分析可知，时间内，物体受到的静摩擦力大小为，的时间内，物体受到滑动摩擦力逐渐减小，选项B正确。
9．(1)
(2)
2N
(3)
4N
10N
【解析】(1)由题意得，物体与地面间最大静摩擦力fmax=μFN=μmg=0.2×2×10N=4N
物体恰好做匀速直线运动，物体所受弹力等于滑动摩擦力，即等于最大静摩擦力F1=kx1=fmax，即
(2)
若将弹簧拉长至11cm<12cm时，由上可知物体静止，则摩擦力为：f1=k△x1=200×1×10-2=2N
(3)
若将弹簧拉长至13cm＞12cm时，物体所受的拉力大于最大静摩擦力，相对于地面不能静止，物体相对地面滑动过程中受到的滑动摩擦力等于4N.
将弹簧拉长到总长为
13
cm
时的弹力为：F=k△x1=200×3×10-2N=6N
当拉力等于摩擦力时，物体匀速运动，即f=μFN=μ（mg+F压）=6N
代入数据解得：F压=10N