高中物理 第3章 研究物體間的相互作用 第2節(jié) 研究摩擦力學業(yè)分層測評 粵教版

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研究摩擦力 (建議用時：45分鐘) [學業(yè)達標] 1．關于摩擦力的產生，下列說法中正確的是(　　) A．相互壓緊的粗糙物體間一定有摩擦力 B．有相對運動或有相對運動趨勢的物體間一定有摩擦力 C．相互壓緊并運動的物體間一定有摩擦力作用 D．只有相互壓緊和發(fā)生相對運動(或有相對運動趨勢)的物體間才可能有摩擦力的作用 【解析】　要產生摩擦力，首先要有彈力，其次要接觸面不光滑，還要有相對運動或有相對運動趨勢，故只有D正確． 【答案】　D 2．如圖328運動鞋的底面凹凸不平，汽車的輪胎制作出花紋，這樣做的目的是(　　) 圖328 A．美觀大方，取悅消費者 B．增大與地面的接觸面積 C．增大與地面接觸的粗糙程度，增大摩擦力 D．減少與地面接觸的粗糙程度，減小摩擦力 【解析】　運動鞋底部凹凸不平，輪胎制作花紋都是為了增大接觸面的粗糙程度從而達到增大摩擦力的作用，故C項正確． 【答案】　C 3．(2016廣州中大附中高一期中)關于摩擦力，下列說法中正確的是(　　) A．只有靜止的物體才受到摩擦力 B．只有運動的物體才受到摩擦力 C．物體受到摩擦力時，一定受到彈力 D．摩擦力的方向和相對運動方向垂直 【解析】　靜摩擦力的靜指的是相對靜止，比如說，在空中你手握著一個可樂瓶子，瓶子受到靜摩擦力，而當你握著他水平運動時，瓶子相對地面是運動的，而此時他還是受到靜摩擦力，故A錯誤；比如地面固定一個木板，木板上面有個物體，小物體在木板上運動，雖然木板沒動，但是木板也受滑動摩擦力，故B錯誤；摩擦力產生的條件之一是要有彈力，故C正確；滑動摩擦力和兩物體間相對運動方向相反，靜摩擦力與兩物體間相對運動趨勢方向相反．我們手持一個水壺水平向前走，靜摩擦力豎直向上，而速度方向水平，此時摩擦力的方向和物體的運動方向垂直，故D錯誤． 【答案】　C 4．運動員用雙手握住豎直的竹竿勻速攀上和勻速下滑時，運動員所受的摩擦力分別為F1和F2，那么(　　) 圖329 A．F1向下，F(xiàn)2向上，且F1＝F2 B．F1向下，F(xiàn)2向上，且F1>F2 C．F1向上，F(xiàn)2向上，且F1＝F2 D．F1向上，F(xiàn)2向下，且F1＝F2 【解析】　運動員向上、向下都是勻速運動，且只受重力和摩擦力的作用，由二力平衡知，運動員所受的摩擦力總是向上，大小等于其重力．故選項C正確． 【答案】　C 5．如圖3210所示，甲圖中小孩用80 N的水平力推木箱不動，木箱此時受到的摩擦力大小為f1；乙圖中，小孩用100 N的水平力恰能推動木箱，此時木箱與地面間的摩擦力大小為f2；丙圖中，小孩把木箱推動了，此時木箱與地面間摩擦力大小為f3.若木箱對地面的壓力大小為200 N，木箱與地面間動摩擦因數(shù)為μ＝0.45，則f1、f2、f3的大小分別為(　　) 圖3210 A．80 N、100 N、90 N　　　 B．80 N、100 N、45 N C．80 N、80 N、90 N D．0、80 N、45 N 【解析】　甲圖中小孩推木箱沒推動，木箱受到的是靜摩擦力，由二力平衡可知f1＝80 N；乙圖中恰能推動木箱，木箱受到的是最大靜摩擦力，f2＝100 N；丙圖中木箱受到的是滑動摩擦力f3＝μFN＝0.45200 N＝90 N，故正確答案為A. 【答案】　A 6．(多選)下列關于摩擦力的說法，正確的是(　　) A．作用在物體上的滑動摩擦力只能使物體減速，不可能使物體加速 B．作用在物體上的靜摩擦力只能使物體加速，不可能使物體減速 C．作用在物體上的滑動摩擦力既可能使物體減速，也可能使物體加速 D．作用在物體上的靜摩擦力既可能使物體加速，也可能使物體減速 【解析】　摩擦力的方向可能與物體運動方向相同，也可能與物體運動方向相反，但一定是與物體相對運動方向或相對運動趨勢方向相反．當滑動摩擦力的方向與物體的運動方向相同時，使物體加速，選項A錯誤、C正確；當靜摩擦力的方向與物體的運動方向相反時，使物體減速，選項B錯誤、D正確． 【答案】　CD 7.2009年10月17日河北選手李雪妹以33.898秒的成績奪得第十一屆全運會500米自行車計時賽冠軍，該成績超亞洲紀錄，那么自行車在平直公路上勻速前進時，前后輪所受摩擦力的方向(　　) 【導學號：02890026】 圖3211 A．都向后 B．都向前 C．前輪向后，后輪向前 D．前輪向前，后輪向后 【解析】　自行車勻速前進時，由于人通過鏈條給后輪一個力，使后輪順時針轉動，設輪與地面接觸處光滑，則輪應加速順時針轉動，說明輪有相對地面向后轉動的趨勢，由于靜摩擦力的方向與物體的運動趨勢方向相反，故后輪所受靜摩擦力f1的方向向前；前輪轉動是由于前輪受到力的作用，若前輪與地面接觸處光滑，則前輪就不會轉動，故前輪相對地面有向前運動的趨勢，其所受摩擦力向后，如圖所示． 勻速前進 【答案】　C 8．重為10 N的木塊放在水平面上，用水平方向的力拉木塊，同時木塊的受力點連接測力的傳感器，如圖所示，當拉力逐漸增大時，木塊先靜止后做加速運動，從計算機屏幕上得到木塊與水平面間的摩擦力f隨拉力F變化的圖線如圖3212所示．根據(jù)圖線及題意，求： 圖3212 (1)木塊所受最大靜摩擦力及滑動摩擦力的大??； (2)木塊與水平面間的動摩擦因數(shù)． 【解析】　(1)由圖線可知木塊所受最大靜摩擦力fmax＝6.0 N，滑動摩擦力f＝5.0 N. (2)由f＝μFN，得μ＝＝＝0.5. 【答案】　(1)6.0 N　5.0 N　(2)0.5 [能力提升] 9．如圖3213所示，在水平地面上放一物塊，用從零開始逐漸增大的水平拉力F＝kt(k為常量)拉著物塊沿地面運動，則物塊所受的摩擦力隨時間變化的圖象正確的是(　　) 圖3213 【解析】　在開始的一段時間內，F(xiàn)＝kt＜fmax，物塊靜止不動，此時物塊受到靜摩擦力作用，由二力平衡知識可知f＝F＝kt.當F＞fmax時，物塊開始滑動，物塊與地面之間屬于滑動摩擦力，由于正壓力、動摩擦因數(shù)都恒定不變，故滑動摩擦力大小不變且略小于最大靜摩擦力，故B項正確． 【答案】　B 10．如圖3214所示，兩塊相同的豎直木板A、B間有質量均為m的4塊相同的磚塊，兩側用大小均為F的力水平壓木板使磚塊靜止不動，則第2、3塊磚間的摩擦力的大小為(　　) 圖3214 A．0 B.mg C．mg D．2mg 【解析】　以磚塊1、2、3、4整體為研究對象，由于重力作用，整體相對木板有向下運動的趨勢，故木板對整體有向上的靜摩擦力，根據(jù)對稱性和二力平衡可知，左右兩塊木板對整體左右兩面有向上的靜摩擦力，大小為f1＝f2，且f1＋f2＝4mg，則f1＝2mg. 再以磚塊1、2為整體，1、2整體受的重力為2mg，左側木板對磚塊1、2向上的靜摩擦力f1＝2mg，根據(jù)平衡條件知磚塊2與磚塊3之間的接觸面上沒有靜摩擦力，A正確． 【答案】　A 11．(2016溫州高一質檢)某同學用如圖3215所示的裝置測量放在粗糙水平桌面上的長金屬板B與鐵塊A間的動摩擦因數(shù)，已知鐵塊A的質量m＝1 kg，用水平力F向左拉金屬板B，使其相對于A向左運動，穩(wěn)定時彈簧測力計示數(shù)如圖所示．則彈簧測力計示數(shù)為________N，A、B間的動摩擦因數(shù)μ＝________.(g取10 N/kg) 圖3215 【解析】　從題圖中知彈簧測力計示數(shù)為2.50 N，鐵塊A受到彈簧的拉力F＝2.50 N，由于鐵塊A處于平衡狀態(tài)，所以A受到的摩擦力f＝2.50 N．由f＝μmg得μ＝＝＝0.25. 【答案】　2.50　　0.25 12．如圖3216所示，用水平力F將木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊的重力G＝6 N，木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25，求： 圖3216 (1)當F＝25 N時，木塊沒有動，木塊受到的摩擦力為多大？ (2)當F增大為30 N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？ (3)當F＝10 N時木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？ (4)當F＝6 N時，木塊受到的摩擦力為多大？ 【解析】　分析木塊的受力情況，如圖所示． (1)、(2)木塊靜止，根據(jù)二力平衡，豎直方向上的靜摩擦力等于重力，f＝G＝6 N，與壓力大小無關． (3)木塊沿墻面下滑時，木塊與墻壁間的摩擦力為滑動摩擦力， f＝μFN　FN＝F 所以f＝μF＝0.2510 N＝2.5 N. (4)當F＝6 N時，木塊與墻壁間的摩擦力也為滑動摩擦力， 所以f＝μF＝0.256 N＝1.5 N. 【答案】　(1)6 N　(2)6 N　(3)2.5 N　(4)1.5 N