3.2摩擦力
一、单选题
1.下列图片中的人或物体没有利用摩擦力的是(??
)
A.传送带运送货物
B.竖直上升电梯中的乘客
C.运动员跑步
D.用手拿住杯子
2.关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力,以下说法中正确的是( )
A.压力是由于重力产生的
B.有弹力必定有摩擦力
C.摩擦力的大小一定与弹力大小成正比
D.摩擦力的方向与弹力方向始终垂直
3.如图所示,甲、乙、丙三个物体质量相同,与地面的动摩擦因数相同,受到三个大小相同的作用力F,当它们滑动时,受到的摩擦力大小是( )
A.甲、乙、丙所受摩擦力相同
B.甲受到的摩擦力最小
C.乙受到的摩擦力最小
D.丙受到的摩擦力最大
4.如图所示,某人用手握住一个保温杯,保温杯处于竖直状态,则下列说法中正确的是( )
A.握着保温杯水平匀速运动,保温杯不受摩擦力
B.握着保温杯匀速向上运动,保温杯所受的摩擦力向上
C.握着保温杯匀速向下运动,保温杯所受的摩擦力向下
D.若保持保温杯始终静止,则手握得越紧,保温杯受到的摩擦力越大
5.如图所示,一个小物块从固定的光滑斜面的顶端由静止开始下滑,不计空气阻力,小物块在斜面上下滑过程中受到的力是( )
A.重力和斜面的支持力
B.重力、下滑力和正压力
C.重力、下滑力和斜面的支持力
D.重力、下滑力、支持力和摩擦力
6.某运动员以如图所示的姿势蹲在水平地面上不动,以下说法正确的是( )
A.运动员受到地面给的水平向前的摩擦力
B.地面发生形变,地面要恢复原状,对运动员产生竖直向上的支持力
C.运动员对地面的压力就是地球给运动员的重力
D.因为运动员的脚底发生形变,所以地面对运动员有向上的支持力
二、多选题
7.如图一女孩在健身器材上爬杆玩耍,女孩( )
A.抱住竖直杆不动时,抱得越紧所受摩擦力越大
B.抱住竖直杆不动时,抱得越紧二者间的最大静摩擦力越大
C.缓慢下滑过程中受到的摩擦力方向是向下的
D.缓慢向上攀爬过程中受到的摩擦力方向是向上的
8.《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各种领域。如图所示,一机械臂铁夹竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则( )
A.小球受到的摩擦力方向向下
B.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
C.若增大铁夹对小球的压力,铁夹与球之间的最大静摩擦力变大
D.小球受到摩擦力与重力是一对平衡力
9.如图所示,用力F把铁块压在竖直墙上,此时重力为G的物体沿墙壁匀速下滑,若物体与墙壁之间的动摩擦因数为,则物体所受摩擦力的大小为(
)
A.
B.
C.G
D.
10.如图所示,上下表面水平的物体a、b、c叠放在水平桌面上,水平拉力Fb=4N、Fc=10N分别作用于物体b、c上,a、b、c仍保持静止,则下列叙述正确的是( )
A.物体a所受摩擦力大小为4N,方向水平向右
B.物体b受到c对它的摩擦力大小为4N,方向水平向左
C.桌面对物体c的摩擦力大小为6N,方向水平向左
D.物体c对物体b的支持力大于b物体的重力
11.水平木板上有质量m=3kg的物块,受到随时间t按一定规律变化的水平拉力F的作用如图1所示,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小如图2所示,取重力加速度g=10m/s2,下列判断正确的是( )
A.t=1s时外力F一定等于零
B.t=7s时外力F一定等于3N
C.物块与木板间的动摩擦因数为0.1
D.物块与木板间的动摩擦因数为0.13
12.现代的激光打印机都是自动进纸的,其进纸原理如图所示,进纸槽里叠放有一叠白纸,每一张纸的质量为m。进纸时滚轮以竖直向下的力压在第1张白纸上,并沿逆时针方向转动,确保第1张纸与第2张纸相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同,滚轮与白纸之间的动摩擦因数为μ1,白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为μ2,则( )
A.第1张白纸受到滚轮的摩擦力向左
B.最后一张白纸受到纸槽底座的摩擦力向右
C.下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右
D.正常情况下单张纸打印必须满足μ1>μ2
三、解答题
13.如图所示。水平地面上有一重的物体,物体受到一个水平向右、大小为的拉力F作用,物体与地面之间的动摩擦因素为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求物体对地面的摩擦力的大小和方向。
14.如图所示,一质量不计的弹簧原长为,一端固定于质量的物体上,另一端施一水平拉力F。(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内,)
(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.45,当弹簧拉长至时,物体恰好向右匀速运动,弹簧的劲度系数多大?
(2)若将弹簧压缩至,物体受到的摩擦力?
(3)若将弹簧拉长至,物体受到的摩擦力?
15.国际拔河比赛规定,每个队由8名运动员组成,按8名运动员体重的总和,分成若干重量级别,同等级别的两个队进行比赛。还规定,运动员必须穿“拔河鞋”或没有鞋跟等突出物的平底鞋,不能戴手套。
(1)竞赛为什么要作出上述规定?试从物理学的角度进行说明。
(2)专业的拔河运动员在拔河时身体向后倾倒,跟地面的夹角很小,为什么要这样做?请从物理原理上分析说明。
16.如图,人重600牛,木块A重400牛,人与A。A与地面间的动摩擦因数均为0.2,现人用水平力拉绳,使他与木块一起向右匀速直线运动,滑轮摩擦不计,求:
(1)人对绳的拉力;
(2)人脚给A的摩擦力方向和大小?
参考答案
1.B
【详解】
(1)图中传送带将货物送到高处,依靠传送带给货物的静摩擦力,故A不满足题意;
(2)乘客在竖直上升的电梯中,和电梯间没有相对运动和相对运动趋势,不满足摩擦力产生的条件,故B中没有利用摩擦力,符合题意;
(3)运动员跑步,脚底相对地面有向后运动的趋势,因此地面给人有向前的静摩擦力,所以C中有摩擦力,不满足题意;
(4)杯子在重力的作用力,相对于手有竖直向下运动的趋势,手给杯子有竖直向上的静摩擦力,D不满足题意.
故本题选B.
2.D
【详解】
A.压力是两个相互接触的物体间的作用力,所以,压力与重力没有必然联系,压力也不一定是由于重力产生的,A错误;
B.摩擦力产生的条件是:相互接触、有弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势,所以有弹力不一定有摩擦力,
B错误;
C.静摩擦力的大小与外力有关,不与弹力成正比,滑动摩擦力的大小与弹力成正比,
C错误;
D.摩擦力的方向沿着接触面的方向,弹力的方向与接触面垂直,所以摩擦力方向与弹力方向始终垂直,
D正确。
故选D。
3.B
【详解】
甲、乙、丙三个物体中,甲对地面的正压力最小,乙对地面的正压力最大,所以甲受到的摩擦力最小,乙受到的摩擦力最大,故B正确。
故选B。
4.B
【详解】
ABC.握着保温杯匀速向上、向下、水平运动,保温杯所受的摩擦力与重力是一对平衡力,所以摩擦力方向向上,AC错误,B正确;
D.握得越紧,保温杯受到的最大静摩擦力越大,静摩擦力不变,静摩擦力等于保温杯的重力,D错误。
故选B。
5.A
【详解】
斜面光滑,没有摩擦力,所以物体受到的力是重力和支持力。
故选A。
6.B
【分析】
本题主要考查平衡状态,依据受力分析的内容,结合弹力原理及摩擦力产生的条件,并由平衡状态,即可判定。
【详解】
A.运动员蹲在水平地面上,处于平衡状态,则受到竖直向下的重力与竖直向上的支持力,水平方向由于没有相对运动或相对运动趋势,则不受到摩擦力作用,故A错误;
B.运动员受到竖直向上的支持力,是由于地面发生形变要恢复原状产生的,故B正确;
C.运动员对地面的压力作用在地面上属于弹力,而地球给运动员的重力作用在运动员身,故C错误;
D.依据弹力产生的原理,那么人受到支持力由地面形变产生,故D错误。
故选B。
7.BD
【详解】
AB.当女孩抱住竖直杆不动时,女孩处于平衡状态,女孩受到的的重力与静摩擦力大小相等,抱得越紧女孩受到的静摩擦力大小不変,但是二者之间的弹力增大,导致最大静摩擦力增大,故A错误,B正确;
C.女孩缓慢下滑过程中受到的摩擦力方向与相对运动方向相反,方向竖直向上,故C错;
D.女孩缓慢上爬的过程中,手相对于杆有向下运动的趋势,则此过程中女孩受到的静摩擦力方向向上,故D正确。
故选BD。
8.CD
【详解】
ABD.对金属小球受力分析,在竖直方向上,小球受到重力和摩擦力,二力平衡,所以摩擦力方向竖直向上,增大压力,摩擦力不变,依然跟重力平衡。AB错误,D正确;
C.若增大铁夹对小球的压力,铁夹与球之间的最大静摩擦力变大,可以夹起更重的金属球。C正确。
故选CD。
9.AC
【详解】
物块在竖直方向受到竖直向下的重力和摩擦力作用,二力平衡,故
物块在水平方向上受到力F和墙壁给的支持力,二力平衡,故
根据牛顿第三定律可得物块对墙面的压力为
滑过程中物块受到的是滑动摩擦力,所以
故AC正确,BD错误。
10.CD
【详解】
A.以为研究对象,根据平衡条件得到,b对a的静摩擦力大小为0,故A错误;
BD.以ab整体为研究对象,根据平衡条件得到,物体b受到c对它的摩擦力大小为
方向向右,物体c对物体b的支持力大小为
大于b物体的重力,故B错误,D对确;
C.以三个物体为研究对象,根据平衡条件得,桌面对物体c的摩擦力大小
方向水平向左,故C正确。
故选CD。
11.AC
【详解】
A.根据题意可知水平木板表面粗糙,因为物块在水平方向上的摩擦力在t=1s?时为零,若受到不为零的外力F作用,则必定会产生摩擦力,故互相矛盾,因此t=1s时F=0,故A正确;
B.t=7s时摩擦力为滑动摩擦力,大小等于3N,但是外力一定大于3N,选项B错误;
CD.由图可知,物体受到的滑动摩擦力f=3N,因为
f=μmg
动摩擦因数
故C正确,D错误。
故选AC。
12.CD
【详解】
A.第1张卡片相对于滚轮的运动趋势方向与滚轮的运动方向相反,则受到滚轮的静摩擦力与滚轮的运动方向相同,即受到滚轮的摩擦力向右,故A错误;
B.对除第1张卡片外进行研究,处于静止状态,水平方向受到第1张卡片的滑动摩擦力,方向与滚轮的运动方向相同,则根据平衡条件可知最后1张卡片受到桌面的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反,即水平向左,故B错误;
C.根据题意,因上一张相对下一张要向右滑动,则上一张卡片受到下一张卡片的摩擦力一定向左,那么下一张相对上一张要向左滑动,因此下一张卡片受到上一张卡片的摩擦力一定向右,故C正确;
D.正常情况下单张纸打印必须满足,滚轮与白纸之间的摩擦力要大于纸与纸的摩擦力,则有
μ1>μ2
故D正确。
故选CD。
13.10N;水平向右
【详解】
物体受到的最大静摩擦力为
因为
所以,物体不能被力F拉动,受到地面的摩擦力等于拉力F,即10N,由牛顿第三定律可知物块对地面的摩擦力为10N,方向水平向右。
14.(1);(2)16N、方向水平向右;(3)18N、方向水平向左
【详解】
(1)由物体恰好匀速运动
根据胡克定律,可得
联立,解得
弹簧的劲度系数为400N/m。
(2)根据胡克定律,可得
代入数据,得
此时,物体不动,由二力平衡,可得
若将弹簧压缩至,物体受到的摩擦力大小16N,方向水平向右。
(3)根据胡克定律,可得
代入数据,得
则,物体所受滑动摩擦力为
若将弹簧拉长至,物体受到的摩擦力大小为18N,方向水平向左。
15.(1)见解析;(2)见解析
【详解】
(1)拔河的胜负取决于双方所受地面的最大静摩擦力的大小。由最大静摩擦力的计算公式,可知可以通过增大静摩擦系数μ或者正压力FN两条途径增大最大静摩擦力,所以竞赛作出上述规定是为了使最大静摩擦力大致相同。
(2)拔河时身体后倾是为了保持重心靠后稳固自己的身体,方便更好发力,跟地面的夹角很小,可以使地面对腿的支持力沿水平方向的分力越大,从而对绳子产生更大的拉力。
16.(1)100
N
(2)静摩擦力方向向右
大小100牛
【详解】
(1)对人和木块整体受力分析,受重力(M+m)g、地面支持力N、绳子的拉力2T,向后的滑动摩擦力f,如图所示:
根据共点力平衡条件,有
其中
解得
(2)对木块受力分析,受重力Mg、人对木块的向下的压力、地面的支持力N、绳子的拉力T、向后的滑动摩擦力以及人的静摩擦力,如图所示:
根据共点力平衡条件,人对木块的静摩擦力、拉力与地面的滑动摩擦力三力平衡,根据平衡条件可以得到
可以得到
方向水平向右。