2024-2025學(xué)年高中物理第二章力第四節(jié)摩擦力課時(shí)作業(yè)含解析教科版必修1

PAGEPAGE8課時(shí)作業(yè)12摩擦力時(shí)間：45分鐘一、單項(xiàng)選擇題1．如圖所示，有一塊質(zhì)量為m的磚塊，它的長、寬、高分別為25cm、15cm、8cm，當(dāng)它平放、側(cè)放和豎放在平面上用水平力拉動(dòng)磚塊時(shí)，磚塊所受到的摩擦力分別為Ff1、Ff2、Ff3，則它們的大小關(guān)系為(B)A．Ff1>Ff2>Ff3 B．Ff1＝Ff2＝Ff3C．Ff1<Ff2<Ff3 D．無法比較解析：由于三種狀況下磚塊對(duì)地面的壓力都等于磚塊的重力，且它們與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)是相同的，依據(jù)公式Ff＝μFN可知三種狀況下物體所受到的滑動(dòng)摩擦力大小相同，故選項(xiàng)B正確．2．如圖所示，物體放在水平桌面上，在水平方向上共受三個(gè)力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，其中F1＝10N，F(xiàn)2＝2N，若撤去F1，物體仍靜止不動(dòng)，則物體受到的摩擦力是(C)A．8N，方向向右B．8N，方向向左C．2N，方向向右D．2N，方向向左解析：在未撤去F1之前，物體所受靜摩擦力為8N，因此當(dāng)撤去F1后，F(xiàn)2不足以推動(dòng)物體，因此靜摩擦力為2N，方向向右，C正確．3．如圖所示，將一張A4紙(質(zhì)量可忽視不計(jì))夾在物理書內(nèi)，書對(duì)A4紙的壓力為3N，A4紙與書之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3，要把A4紙從書中拉出，拉力至少應(yīng)為(B)A．0.9N B．1.8NC．3N D．3.6N解析：A4紙與書上下兩個(gè)接觸面都有滑動(dòng)摩擦力，則Ff＝2μFN＝2×0.3×3N＝1.8N，當(dāng)拉力等于摩擦力時(shí)，拉力最小，所以有F＝1.8N，選項(xiàng)B正確．4．如圖所示，一木板B放在水平地面上，木塊A放在B的上面，A的右端通過輕質(zhì)彈簧固定在豎直墻壁上，用力F向左拉B，使B以速度v向左勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)彈簧的拉力為FT，則下面說法中正確的是(D)A．木板B所受地面的滑動(dòng)摩擦力的大小等于FTB．地面受到的滑動(dòng)摩擦力的大小等于FTC．若木板以2v的速度運(yùn)動(dòng)，木塊受到的摩擦力大小為2FTD．若用2F的力作用在木板B上，木塊受到的摩擦力大小仍為FT解析：A、B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則A、B間有滑動(dòng)摩擦力．由于B對(duì)A的彈力不變，故A、B間的滑動(dòng)摩擦力不變，與B的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)拉力為2F時(shí)，由水平方向上二力平衡條件知，彈簧的拉力FT不變，選項(xiàng)D正確；對(duì)B探討，地面對(duì)B的彈力不變，與B的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)，地面受滑動(dòng)摩擦力大小為F－FT，B對(duì)A摩擦力大小力FT，不能確定兩者的大小關(guān)系．5．如圖所示，質(zhì)量均為m的a、b兩物體，放在兩固定的水平擋板之間，物體間用一豎直放置的輕彈簧連接，在b物體上施加水平拉力F后，兩物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，已知重力加速度為g，則下列說法正確的是(C)A．a(chǎn)物體對(duì)下面擋板的壓力大小可能為2mgB．a(chǎn)物體所受摩擦力的大小為FC．b物體所受摩擦力的大小為FD．彈簧對(duì)b物體的彈力大小可能等于mg解析：在b物體上施加水平拉力F后，兩物體始終保持靜止?fàn)顟B(tài)，則b物體受到接觸面的靜摩擦力，因此它們之間肯定存在彈力，則彈簧的彈力大于b物體的重力，由整體法可知，a物體對(duì)下面擋板的壓力大小大于2mg，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，C正確；依據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件可知，a物體沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則沒有受摩擦力作用，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題6．在下列各種現(xiàn)象中，靜摩擦力起作用的是(ACD)A．紗線織成布，把布縫成衣服B．物塊在水平傳送帶上隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)C．皮帶運(yùn)輸機(jī)將物塊無滑動(dòng)地運(yùn)往高處D．握在手中的瓶子不會(huì)滑落解析：紗線織成布，把布縫成衣服，靠的是紗線之間靜摩擦力的作用，A項(xiàng)正確；物塊在水平傳送帶上隨傳送帶一起做勻速運(yùn)動(dòng)，可由假設(shè)法推斷知物塊在水平方向不受摩擦力的作用，B項(xiàng)錯(cuò)誤；皮帶運(yùn)輸機(jī)將物塊運(yùn)往高處也是靜摩擦力作用的結(jié)果，摩擦力的方向與物塊運(yùn)動(dòng)的方向相同，C項(xiàng)正確；握在手中的瓶子不會(huì)滑落，是靠手與瓶子之間靜摩擦力的作用，當(dāng)握力增大時(shí)，摩擦力不變，D項(xiàng)正確．7．如圖甲所示，通過力傳感器拉動(dòng)靜止在水平桌面上的木塊A，拉力F隨時(shí)間t變更的關(guān)系如圖乙所示，下列說法正確的是(BD)A．物體A所受的滑動(dòng)摩擦力等于F1B．物體A所受的滑動(dòng)摩擦力等于F2C．物體A所受的最大靜摩擦力等于F2D．t1時(shí)刻物體A起先運(yùn)動(dòng)解析：當(dāng)物體拉力不變時(shí)，依據(jù)拉力與滑動(dòng)摩擦力平衡知，滑動(dòng)摩擦力的大小為F2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；當(dāng)物體剛起先運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力大小為F1，最大靜摩擦力為F1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t1時(shí)刻物體A起先運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)D正確．8．如圖是某小組同學(xué)為探討滑動(dòng)摩擦因數(shù)所設(shè)計(jì)的試驗(yàn)裝置．其中A為一質(zhì)量為m′的長直木板，B為木板上放置的質(zhì)量為m的木塊，Q為木塊右端連接的一彈簧測(cè)力計(jì)．試驗(yàn)時(shí)用力將A從B的下方抽出，通過Q的讀數(shù)即可測(cè)出動(dòng)摩擦因數(shù)．若試驗(yàn)條件較為志向，則(BC)A．只有將木板A勻速抽出才能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)B．將木板A加速、減速或勻速抽出均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)C．通過該方法可測(cè)得A與B之間的動(dòng)摩擦因數(shù)D．通過該方法可測(cè)得A與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)解析：用力將A從B的下方抽出達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，在水平方向上B所受的滑動(dòng)摩擦力與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力平衡，依據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式Ff＝μFN可知，滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與A的速度無關(guān)，無論木板A是勻速直線運(yùn)動(dòng)還是變速直線運(yùn)動(dòng)，都不會(huì)變更木塊受到的摩擦力的大小，最終木塊總是靜止的，均能從Q上讀取穩(wěn)定讀數(shù)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；當(dāng)B達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F與B所受的滑動(dòng)摩擦力Ff大小相等，B對(duì)木塊A的壓力大小等于B的重力mg，由Ff＝μFN得，μ＝eq\f(F,mg)，從Q上讀取F，則可求得μ，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．三、非選擇題9．某同學(xué)利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)定木塊A與木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，詳細(xì)操作如下：(1)如圖甲、乙是兩種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，請(qǐng)完成橫線上的空白部分．方案一：如圖甲所示，木板B靜止在水平桌面上，用手通過彈簧測(cè)力計(jì)向右拉木塊A，使木塊A向右勻速運(yùn)動(dòng)，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)F，再用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出木塊A的重力G，由平衡條件可知，滑動(dòng)摩擦力Ff＝F，A、B間的正壓力FN＝G，所以動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(F,G).方案二：如圖乙所示，將彈簧測(cè)力計(jì)C的吊環(huán)套在直立固定在桌邊的鐵釘D上，掛鉤端與木塊A相連，用力F拉拉放在桌面上的木板B，使其緩慢向右運(yùn)動(dòng)．A相對(duì)地面靜止時(shí)，A受的滑動(dòng)摩擦力等于彈簧的拉力(A在B上相對(duì)B向左滑動(dòng))．讀出此時(shí)C的讀數(shù)F，即為A所受的滑動(dòng)摩擦力f.用C測(cè)出A的重力G，則A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(F,G).(2)從實(shí)際操作考慮，你認(rèn)為上述哪種方案更可行？答案：見解析(3)若只給你一把直尺、一根橡皮筋和一些輕繩，你能否測(cè)定木塊A與木板B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ？答案：見解析解析：(1)方案一中，A勻速向右滑動(dòng)時(shí)，由二力平衡知Ff＝F，A對(duì)B的正壓力FN＝G，則μ＝eq\f(F,G)；同理，方案二中μ＝eq\f(F,G).(2)在方案一中，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)木塊A的拉力只有在木塊勻速前進(jìn)時(shí)才等于滑動(dòng)摩擦力的大小，但這種操作方式很難保證木塊A勻速前進(jìn)；而在其次種方案中，不論木板B如何運(yùn)動(dòng)，木塊A總是處于平衡狀態(tài)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于木塊A所受滑動(dòng)摩擦力的大小，故其次種方案更切實(shí)可行．(3)可以．試驗(yàn)方法及步驟如下：①將橡皮筋的兩端拴上兩條輕繩，并用直尺測(cè)出橡皮筋的原長l0；②橡皮筋一端的輕繩連接木塊A，另一端的輕繩豎直懸掛起來，如圖所示，測(cè)出此時(shí)橡皮筋的長度l1；③將橡皮筋的一端固定于豎直墻上，將木塊A放在木板B上，如圖所示，用水平力使木板B在木塊A下滑動(dòng)，測(cè)出此時(shí)橡皮筋的長度l2；④依據(jù)二力平衡原理得k(l1－l0)＝mg，k(l2－l0)＝μmg，由此可得μ＝eq\f(l2－l0,l1－l0).10．如圖所示，一個(gè)m＝2kg的物體放在μ＝0.2的粗糙水平面上，用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過定滑輪和一只m0＝0.1kg的小桶相連．已知m受到的最大靜摩擦力Fmax＝4.5N，滑輪上的摩擦不計(jì)，g取10N/kg，求在以下狀況中，m受到的摩擦力的大小．(1)只掛m0，處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)；(2)只掛m0，但在m上再放一個(gè)m′＝3kg的物體時(shí)；(3)只在桶內(nèi)加入m1＝0.33kg的沙子時(shí)；(4)只在桶內(nèi)加入m2＝0.5kg的沙子時(shí)．答案：(1)1N(2)1N(3)4.3N(4)4N解析：(1)因?yàn)閙0g＝1N<Fmax，m處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以受靜摩擦力作用，由二力平衡得F1＝m0g＝1N.(2)在m上再放一個(gè)m′＝3kg的物體，m仍靜止，故受靜摩擦力F2＝F1＝m0g＝1N.(3)因?yàn)?m0＋m1)g＝4.3N<Fmax，故m處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受靜摩擦力F3＝(m0＋m1)g＝4.3N.(4)因?yàn)?m0＋m2)g＝6N>Fmax，故物體m運(yùn)動(dòng)，受到滑動(dòng)摩擦力作用，由公式知F4＝μFN＝μmg＝4N.11．質(zhì)量為3.0kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，當(dāng)拉力F1＝8.0N時(shí)，木箱靜止；當(dāng)拉力F2＝10.3N時(shí)，木箱做勻速運(yùn)動(dòng)，求：(1)木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；(2)木箱在8.0N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；(3)木箱在12.0N的水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小．答案：(1)0.35(2)8.0N(3)10.3N解析：(1)當(dāng)拉力F2＝10.3N時(shí)，木箱勻速運(yùn)動(dòng)，木箱水平方向受到拉力F2和滑動(dòng)摩擦力Ff2，依據(jù)二力平衡條件有Ff2＝F2＝10.3N.木箱放在水平地面上，則木箱對(duì)地面壓力大小等于木箱重力，即FN＝mg.依據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式F＝μFN，則木箱與地面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝eq\f(Ff2,FN)＝eq\f(10.3,3×9.8)≈0.35.(2)當(dāng)拉力F1＝8.0N時(shí)，木箱靜止，木箱在水平方向所受到的靜摩擦力Ff1與F1是一對(duì)平衡力，則有Ff1＝F1＝8.0N.(3)當(dāng)拉力F3＝12.0N時(shí)，木箱將在地面上滑動(dòng)，此時(shí)木箱所受到的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力．則可知，F(xiàn)f3＝Ff2＝10.3N.12．如下圖所示，傳送帶上的物體隨水平傳送帶一起以速度v1向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)遇到與傳送帶垂直的光滑擋板AB后，工人便將物體用平行于擋板的水平力F勻速拖下傳送帶，其速度大小為v2.試分析：(1)物體未到達(dá)擋板時(shí)的受力狀況．(2)到達(dá)擋板后，未加拉力F時(shí)物體的受力狀況．(3)物體受到拉力F時(shí)的受力狀況，畫出物體在水平方向受力的示意圖．答案：見解析解析：(1)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，水平方向不受摩擦力作用，受力分析如圖(1)所示．(2)物體遇到擋板后便停止運(yùn)動(dòng)，但物體相對(duì)于傳送帶仍在運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)的方向與傳