2024-2025學(xué)年新教材高中物理第3章相互作用第3節(jié)摩擦力習(xí)題含解析魯科版必修第一冊

PAGEPAGE1第3節(jié)摩擦力基礎(chǔ)鞏固1.冰壺競賽的冰道表面覆蓋著特制的微小顆粒。如圖所示,競賽時運(yùn)動員常在冰壺滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壺滑得更遠(yuǎn)。設(shè)冰壺與冰面間的動摩擦因數(shù)為μ,受到的滑動摩擦力為f,則冰道被擦刷后()A.μ和f都增大 B.μ和f都減小C.μ增大,f減小 D.μ減小,f增大解析用冰刷快速擦刷冰面,能降低冰面的粗糙程度,即減小動摩擦因數(shù)μ;滑動摩擦力為f=μN(yùn),N=mg不變,即f減小。答案B2.如圖所示,將一張A4紙(質(zhì)量可忽視不計(jì))夾在《英漢字典》內(nèi),書對A4紙的壓力為3N,A4紙與書之間的動摩擦因數(shù)為0.4,要把A4紙從書中拉出,拉力至少應(yīng)為()A.0.6N B.1.2N C.2.4N D.3N解析依據(jù)f=μN(yùn),f=1.2N,因?yàn)榧埖纳舷聝擅娑家艿綍鴮λ幕瑒幽Σ亮?所以要把紙從書中拉出,拉力至少應(yīng)為2.4N,C正確。答案C3.如圖所示,用手握住瓶子,使瓶子在豎直方向懸空靜止。關(guān)于瓶子所受的摩擦力,下列說法正確的是()A.握力越大,摩擦力越大B.只要瓶子不動,摩擦力的大小就與握力的大小無關(guān)C.假如握力加倍,則摩擦力的方向由向下變成向上D.手越干越粗糙,摩擦力越大解析只要瓶子靜止,依據(jù)二力平衡的學(xué)問,瓶子在豎直方向上受到的靜摩擦力與重力總是等大反向,與握力大小無關(guān)。B項(xiàng)正確。答案B4.如圖所示,汽車B在水平路面上以相對于地面的速度v1向右運(yùn)動,車上的貨物A以相對于地面的速度v2向右運(yùn)動。下列推斷正確的是()A.若v1<v2,貨物A受到了汽車B所施加的向右的滑動摩擦力B.若v1<v2,汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動摩擦力C.若v1>v2,貨物A受到了汽車B所施加的向左的滑動摩擦力D.若v1>v2,汽車B受到了貨物A所施加的向右的滑動摩擦力解析若v1<v2,A相對于B向右滑動,A受到B施加的向左的滑動摩擦力,B受到A施加的向右的滑動摩擦力,A錯,B對;若v1>v2,A相對于B向左滑動,A受到的滑動摩擦力向右,B受到A施加的摩擦力向左,C、D錯。答案B5.如圖所示,有一質(zhì)量為m的磚,它的長、寬、高分別為25cm、15cm、8cm,則當(dāng)它平放、側(cè)放和豎放時,運(yùn)動的磚塊所受到的摩擦力大小關(guān)系為()A.f1>f2>f3 B.f1=f2=f3C.f1<f2<f3 D.無法比較解析由f=μN(yùn)可知,滑動摩擦力的大小與正壓力FN有關(guān),而與接觸面積的大小無關(guān),所以三種狀況下摩擦力大小相等。答案B6.雜技演員用雙手握住豎直的竹竿勻速攀上和勻速下滑,他所受的摩擦力分別是f1和f2,那么()A.f1向下,f2向上,且f1=f2B.f1向下,f2向上,且f1>f2C.f1向上,f2向上,且f1=f2D.f1向上,f2向下,且f1=f2解析運(yùn)動員向上、向下都是勻速運(yùn)動,且豎直方向只受重力和摩擦力的作用,由二力平衡知,運(yùn)動員所受的摩擦力總是向上,大小等于其重力,選項(xiàng)C正確。答案C7.如圖所示,質(zhì)量為50kg的箱子靜止在水平地面上,用大小為230N的水平力推箱子。已知箱子與地面間的動摩擦因數(shù)為0.4,g取10m/s2,最大靜摩擦力視為等于滑動摩擦力,則箱子所受的摩擦力大小為()A.0 B.130N C.200N D.500N解析箱子所受最大靜摩擦力fmax=μN(yùn)=μmg=200N<F=230N,即箱子受滑動摩擦力f=μN(yùn)=200N。答案C8.質(zhì)量為2kg的物體放到水平地板上,用一輕彈簧水平拉該物體,當(dāng)物體剛起先運(yùn)動時,彈簧伸長3cm,當(dāng)拉著物體勻速前進(jìn)時,彈簧伸長2cm,已知彈簧的勁度系數(shù)為k=200N/m,(g取10N/kg)求:(1)物體所受的最大靜摩擦力大小。(2)物體和地板間的動摩擦因數(shù)。解析(1)物體剛起先運(yùn)動時受的摩擦力即為最大靜摩擦力,由二力平衡可知,此時物體受的最大靜摩擦力等于彈簧的彈力,即fmax=kx1=200×0.03N=6N。(2)物體和地板間的滑動摩擦力大小f=kx2=200×0.02N=4N而f=μN(yùn),N=mg,故μ==0.2。答案(1)6N(2)0.2實(shí)力提升1.如圖所示,在水平放置的傳送帶上放有一物體,當(dāng)傳送帶不動時,要使物體向右勻速運(yùn)動,作用在物體上的水平拉力為F1;當(dāng)傳送帶逆時針勻速運(yùn)動時,要使物體仍向右勻速運(yùn)動,作用在物體上的水平拉力為F2,則()A.F1=F2 B.F1>F2C.F1<F2 D.以上三種狀況都有可能解析兩種狀況下,物體相對于傳送帶均向右勻速運(yùn)動,物體均受傳送帶向左的滑動摩擦力,滑動摩擦力大小均為Ff=μmg,依據(jù)二力平衡條件得F1=F2=Ff=μmg。故選項(xiàng)A正確。答案A2.(多選)物體在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下,靜止于水平地面上,則物體所受摩擦力f的大小和方向?yàn)?)A.F1>F2時,f=F1-F2,方向水平向右B.F1<F2時,f=F2-F1,方向水平向右C.F2=F1時,f=0D.依據(jù)摩擦力計(jì)算公式可知,f為定值μmg解析當(dāng)F1>F2時,物體有向左的運(yùn)動趨勢,故f方向?yàn)樗较蛴?依據(jù)平衡條件可知f=F1-F2,選項(xiàng)A正確;當(dāng)F1<F2時,物體有向右的運(yùn)動趨勢,故f方向?yàn)樗较蜃?同理可得f=F2-F1,選項(xiàng)B錯誤;當(dāng)F1=F2時,物體受力平衡,無相對運(yùn)動趨勢,故f=0,選項(xiàng)C正確;題中已知物體處于靜止?fàn)顟B(tài),不會有滑動摩擦力產(chǎn)生,計(jì)算公式不成立,選項(xiàng)D錯誤。答案AC3.(多選)如圖所示,C是水平地面,A、B是兩塊長方形物塊,F是作用在物塊B上沿水平方向的力,物塊A和B以相同的速度做勻速直線運(yùn)動。由此可知,A、B間的動摩擦因數(shù)μ1和B、C間的動摩擦因數(shù)μ2有可能是()A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0解析先以A為探討對象,A不受摩擦力,否則它不行能做勻速直線運(yùn)動,則知A、B間的動摩擦因數(shù)μ1可能為零,也可能不為零;再以整體為探討對象,由平衡條件分析可知,地面對B肯定有摩擦力,則B與地面之間的動摩擦因數(shù)μ2肯定不為零,故選項(xiàng)B、D正確。答案BD4.如圖所示,在水平桌面上放一木塊,給木塊一水平向右的拉力,從零起先漸漸增大水平拉力F,木塊先靜止后沿桌面運(yùn)動,則木塊所受的摩擦力f隨拉力F改變的圖像正確的是()解析當(dāng)木塊不受拉力時(F=0),桌面對木塊沒有摩擦力(f=0)。當(dāng)木塊受到的水平拉力F較小時,木塊仍保持靜止,但出現(xiàn)向右運(yùn)動的趨勢,桌面對木塊產(chǎn)生靜摩擦力,其大小與F相等,方向相反。隨著水平拉力F不斷增大,木塊向右運(yùn)動的趨勢增加,桌面對木塊的靜摩擦力也相應(yīng)增大,直到水平拉力F足夠大時,木塊起先滑動,桌面對木塊的靜摩擦力達(dá)到最大值fmax,在這個過程中,由木塊水平方向二力平衡條件知,桌面對木塊的靜摩擦力f始終與拉力F等大反向,即隨著F的增大而增大。木塊滑動后,桌面對它的阻礙作用是滑動摩擦力,它略小于最大靜摩擦力,并且在木塊接著滑動的過程中保持不變。綜上可知,選項(xiàng)D正確。答案D5.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)彈簧測力計(jì)固定在直立的墻壁上。用F向左拉動B,使它以速度v勻速運(yùn)動,這時彈簧測力計(jì)的示數(shù)為FT。下面說法正確的是()A.木塊A受靜摩擦力作用B.地面受靜摩擦力作用C.若木板以2v的速度運(yùn)動,木板A受到的摩擦力大小等于2FTD.若用2F的力作用在木板B上,木塊A所受摩擦力的大小等于FT解析木塊A相對B向右滑動,其所受摩擦力為滑動摩擦力,選項(xiàng)A錯誤;同理,地面相對B向右滑動,其所受摩擦力為滑動摩擦力,選項(xiàng)B錯誤;只要A處于靜止,A所受摩擦力總等于彈簧的拉力FT,選項(xiàng)C錯、D對。答案D6.有一種圓珠筆,內(nèi)部有一根小彈簧。如圖所示,當(dāng)筆桿豎直放置時,在圓珠筆尾部的按鈕上放一個200g的砝碼,砝碼靜止時,彈簧壓縮量為2mm。現(xiàn)用這支圓珠筆水平推一本放在桌面上質(zhì)量為800g的書,當(dāng)按鈕壓縮量為2.4mm(未超過彈簧的彈性限度)時,這本書恰好勻速運(yùn)動。g取10m/s2,試求:(1)圓珠筆內(nèi)小彈簧的勁度系數(shù)。(2)書與桌面間的動摩擦因數(shù)。解析(1)由于砝碼處于靜止,則kx=mg,所以有k=N/m=1000N/m。(2)要使書恰好能勻速運(yùn)動,則kx'=μm'g得μ==0.3.答案(1)1000N/m(2)0.37.如圖所示,A物體重力為20N,B物體重力為10N,力F豎直向下,A與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.4,其余摩擦不計(jì)。(假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(1)若F=0時由靜止釋放B物體,A物體受什么摩擦力?大小如何?(2)若F=10N時由靜止釋放B物體,A物體受什么摩擦力?大小如何?(3)若要使A勻速運(yùn)動,所加力F的大小是多少?解析(1)F=0時,A所受最大靜摩擦力為f靜max=μmAg=8N,此時mBg>f靜max,故A將運(yùn)動,A所受摩擦力為滑動摩擦力,大小為f滑=μ