第三章 第二节 摩擦力 培优作业
一、单项选择题
1.下列图片中的人或物体没有利用摩擦力的是( )
2.如图所示,用水平力推静止在水平地面上的大木箱,没有推动,这时木箱受到的( )
A.推力小于静摩擦力
B.推力一定等于重力
C.推力和最大静摩擦力大小一定相等
D.推力和静摩擦力大小一定相等
3.如图所示,铁质的棋盘竖直放置,每个棋子都是一个小磁铁,能吸在棋盘上,不计棋子间的相互作用力,下列说法正确的是( )
A.棋子共受三个力作用
B.棋子对棋盘的压力大小一定等于重力
C.磁性越强的棋子所受的摩擦力越大
D.质量不同的棋子所受的摩擦力不同
4.用如图所示的装置研究静摩擦力,逐渐增大水平拉力,当弹簧测力计的示数小于10 N时,物体保持静止;当弹簧测力计的示数等于10 N时,物体恰好开始运动。下列说法正确的是( )
A.物体与桌面间的最大静摩擦力大小为10 N
B.物体与桌面间的静摩擦力大小和水平拉力大小无关
C.当弹簧测力计的示数为15 N时,物体仍受到静摩擦力作用
D.当弹簧测力计的示数为5 N时,物体受到的静摩擦力大小为10 N
5.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( )
A.容器受到的静摩擦力不变
B.容器受到的静摩擦力逐渐增大
C.水平力F一定不变
D.水平力F必须逐渐增大
6.如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方体物块,F是作用在物块B上的沿水平方向的力,物块A和B以相同的速度做匀速直线运动。关于A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2,下列说法中正确的是( )
A.可能μ1=0,μ2=0 B.可能μ1≠0,μ2≠0
C.可能μ1≠0,μ2=0 D.一定有μ1=0,μ2≠0
7.如图所示,重物A、B叠放在水平桌面上。质量分别为m1、m2、m3的物体分别通过细线跨过定滑轮水平系在重物A、B上,已知m1>m2+m3,A、B保持静止。现将m3解下放在物体A的上方,发现A、B仍处于静止。关于A、B间的摩擦力F1和B与桌面间的摩擦力F2的变化情况,下列说法中正确的是( )
A.F1变大,F2不变 B.F1变大,F2变大
C.F1变小,F2不变 D.F1变小,F2变大
8.一物体置于水平粗糙地面上,按如图所示不同方法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是( )
A.Ff甲>Ff乙>Ff丙 B.Ff乙>Ff甲>Ff丙
C.Ff丙>Ff乙>Ff甲 D.Ff甲=Ff乙=Ff丙
9.如图所示,水平地面上有一货箱,货箱所受的重力G=1 000 N.某人用F=400 N的水平力拉货箱,没有拉动.则货箱受到的静摩擦力大小是( )
A.400 N B.600 N
C.1 000 N D.1 400 N
10.如图所示,一轻质弹簧两端分别与竖直墙壁和物块连接,物块位于水平面上.A、B是物块能保持静止的位置中离墙壁最近和最远的点,A、B两点离墙壁的距离分别是x1、x2.物块与地面的最大静摩擦力为Ffm,则弹簧的劲度系数为( )
A. B.
C. D.
二、多项选择题
11.(多选) 水平的皮带传送装置如图所示,皮带的速度保持不变,将物体轻轻地放在A点,开始时物体在皮带上滑动,当它到达位置C时停止滑动,随后随皮带一起匀速运动,直至传送到B点,在传送过程中,该物体受到的摩擦力情况是( )
A.在AC段受到水平向左的滑动摩擦力
B.在AC段受到水平向右的滑动摩擦力
C.在CB段不受静摩擦力
D.在CB段受到水平向右的静摩擦力
12.(多选)武警战士进行体能训练时,双手握住竖直竹竿攀登,以下说法正确的是( )
A.他沿竹竿向上攀时,所受到的摩擦力方向竖直向上
B.他沿竹竿向下滑时,所受到的摩擦力方向竖直向上
C.他沿竹竿向下滑时,所受到的摩擦力方向竖直向下
D.他停在空中时增大握杆力,所受到的摩擦力随之增大
13.(多选)如图所示,质量为m的木块在水平推力F的作用下静止在竖直墙壁上。若推力F的大小增加到2F,则( )
A.木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍
B.木块所受墙面的摩擦力增加到原来的2倍
C.木块所受墙面的摩擦力方向向下
D.木块所受墙面的摩擦力不变
三、非选择题
14.某同学用如图所示装置测量放在水平光滑桌面上的金属板B与铁块A之间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA=0.5 kg。用水平力F向左拉金属板B,使其一直向左运动,稳定后弹簧测力计示数的放大情况如图所示。
(1)A、B间的摩擦力f=________N。
(2)若g取9.8 m/s2,则A、B间的动摩擦因数μ=________________________。
(保留两位有效数字)
(3)实验时,________(选填“需要”或“不需要”)金属板B做匀速直线运动。
15.如图所示,物体A、B的质量分别为mA=10 kg,mB=20 kg,A与B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.当用水平力F=80 N向右拉轻滑轮时,B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?(g取10 m/s2)
16.“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得在地面上滑动.设某次台风登陆时的风力为9级,水平方向风速大小可达到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,人与地面间的动摩擦因数为0.26.g取10 m/s2试通过计算分析:
(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,站在地上的人受到的摩擦力多大?
(3)当风速达到25 m/s时,吹在人身上的水平风力达到212 N,站在地上的人受到的摩擦力多大?
参考答案与解析
一、单项选择题
1.B
【解析】传送带运送货物,货物有下滑的趋势,货物受摩擦力,A错误;电梯中的人受重力和支持力,没有相对滑动趋势,不受摩擦力,B正确;运动员跑步时,脚向后蹬地,受向前的静摩擦力,C错误;用手拿住杯子,杯子有下滑的趋势,受静摩擦力,D错误
2.D
【解析】因为用水平力推静止在水平地面上的大木箱,没有推动,推力小于最大静摩擦力;因大木箱处于静止状态,在水平方向上所受的推力与静摩擦力是一对相互平衡的力,所以静摩擦力大小等于推力大小,并且方向相反,故D正确.
3.D
【解析】棋子受重力G、棋盘的吸引力F、弹力FN和静摩擦力Ff,共四个力作用.
4.A
【解析】物体在水平方向上受拉力和摩擦力,二力平衡,当拉力等于10 N时,物体恰好开始运动,说明最大静摩擦力为10 N,A正确;当物体没被拉动时,根据平衡条件可知,静摩擦力大小等于水平拉力大小,B错误;当弹簧测力计的示数为15 N时,物体向右运动,受到滑动摩擦力作用,C错误;当弹簧测力计的示数为5 N时,物体没被拉动,保持静止,受静摩擦力作用,大小为5 N,D错误
5.B
【解析】物体受到如图所示的四个力,现缓慢地向容器内注水,则m增大,而此过程中容器始终保持静止,由平衡方程Ff=mg知,物体受到的静摩擦力在逐渐增大,A项错误,B项正确;水平方向有F=FN,只要物体所受到的重力小于等于最大静摩擦力,物体就可以处在静止状态,F可以不变,C、D两项错误
6.B
【解析】先以A为研究对象,A做匀速运动,合力为零,由平衡条件分析可知,A不受摩擦力,否则水平方向上A的合力不为零,不可能做匀速直线运动;再以整体为研究对象,由平衡条件分析可知,地面对B一定有摩擦力,故B正确。
7.D
【解析】开始时:A物体保持静止,水平方向上二力平衡,即向左的拉力和B物体给A物体向右的静摩擦力F1平衡,所以F1=(m2g+m3g);m3解下放在物体A的上方,发现A仍处于静止,则水平方向上二力平衡,即向左的拉力和B物体给A物体向右的静摩擦力大小为:F1=m2g;所以F1变小了。再分析B物体的受力情况:因为m1>m2+m3,所以整个系统所受桌面给的摩擦力F2必定向左,此时F2=(m1g-m2g-m3g);当m3解下放在物体A的上方时,B仍处于平衡状态,水平方向上二力平衡,此时F2=(m1g-m2g);所以F2变大,故D正确。
8.D
【解析】两物体间滑动摩擦力Ff=μFN,按不同方法放置,动摩擦因数μ相等,正压力FN相同,滑动摩擦力Ff相同,D正确.
9.A
【解析】由于没有被拉动,货箱仍然处于平衡状态,所受静摩擦力与拉力是一对相互平衡的力,即摩擦力大小也为400 N,故A正确.
10.C
【解析】物块在离墙壁的最近和最远点,受到的静摩擦力等于最大静摩擦力Ffm,由平衡条件可得:Ffm=k(l0-x1),Ffm=k(x2-l0),解得k=,C正确.
二、多项选择题
11.BC.
【解析】在AC段物体相对皮带向左滑动,受到水平向右的滑动摩擦力;在CB段物体相对皮带静止,物体随皮带一起匀速运动,受到的是平衡力,如果有静摩擦力,则物体不能处于平衡状态,所以不受静摩擦力,故B、C正确.
12.AB
【解析】他沿竹竿向上运动时,如果竹竿光滑,武警将相对竹竿向下运动,所以受到的摩擦力方向竖直向上,A正确;他沿竹竿向下运动时,武警将相对竹竿向下运动,所以受到的摩擦力方向竖直向上,B正确,C错误;他停在空中时,他受到的是静摩擦力,在竖直方向上和重力是一对平衡力,所以大小等于重力,故他停在空中时增大握杆力,所受到的摩擦力不变,D错误。
13.AD
【解析】由于木块是静止的,所以木块与墙面之间的摩擦力为静摩擦力。木块在水平方向受到推力F和墙对它的弹力,它们是一对平衡力,即FN=F,则当F增加到2F时,FN也增加到2F,A正确;在竖直方向上,木块的重力与墙面对木块的静摩擦力是一对平衡力,即木块受到墙面的静摩擦力大小恒等于木块的重力大小,方向与重力的方向相反,沿墙壁向上,B、C错误,D正确
三、非选择题
14. (1)2.50 (2)0.51 (3)不需要
【解析】 (1)由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.1 N,示数为F1=2.50 N,稳定后A处于平衡状态,由二力平衡条件得f=F1=2.50 N。
(2)滑动摩擦力f=μmAg,代入数据解得μ=0.51。
(3)实验时,无论B是否做匀速直线运动,稳定后弹簧测力计的示数都等于滑动摩擦力的大小。
15.【答案】30 N 70 N
【解析】A与B、B与水平桌面间的最大静摩擦力分别为:
FmA=μmAg=30 N
FmB=μ(mAg+mBg)=90 N
由于绳子对物体A的拉力
FA==40 N>FmA
故B对A的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30 N,方向向左.
物体B受到向右的拉力=40 N和A施加给它的大小为30 N的摩擦力,FB=40 N+30 N=70 N 故桌面对B的摩擦力为静摩擦力,大小为70 N,方向向左.
16.【答案】(1)人能被吹走 (2)76 N (3)156 N
【解析】(1)人和地面之间的压力为:FN=mg=600 N,
人和地面之间的最大静摩擦力为:Ff=μFN=156 N,
因为F>Ff,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Ff1=F1=76 N.
(3)当风力F2=212 N时,由于F2>Ff,
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Ff2=Ff=μFN=156 N.