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-1-摩擦力(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.(2020·湛江高一检测)一个团队研究了新鲜果皮与地面间的动摩擦因数,其测试数据如表,依据表中数据,最容易导致行人滑倒的是()材料地面·香蕉皮地面·苹果皮地面·柠檬皮地面·橘子皮动摩擦因数0.060.120.200.23A.香蕉皮B.苹果皮C.柠檬皮D.橘子皮【解析】选A。根据滑动摩擦力公式f=μFN,当压力一定时,动摩擦因数越小,滑动摩擦力越小,从表格中可知,地面·香蕉皮动摩擦因数最小,因此最容易导致行人滑倒,故A正确,B、C、D错误。故选A。2.(2020·河源高一检测)如图所示,猴子在竖直杆上从静止开始下滑,下列说法正确的是()A.匀速下滑时,它所受的摩擦力向下B.匀速下滑时,它所受的摩擦力等于其所受的重力C.加速下滑时,它所受摩擦力小于它对杆的摩擦力D.减速下滑时,它所受摩擦力大于它对杆的摩擦力-2-【解析】选B。匀速下滑时,它所受的摩擦力方向向上,大小等于其所受的重力,故A错误,B正确;不论加速下滑,还是减速下滑时,它所受摩擦力总等于它对杆的摩擦力,它们属于相互作用力,故C、D错误。故选B。3.(2020·韶关高一检测)如图所示,用手向右拉毛刷,毛刷与桌面保持相对静止,则()A.毛刷静止不动不受摩擦力B.手与毛刷间存在滑动摩擦力C.毛刷受到桌面的静摩擦力方向向左D.手与毛刷之间不存在相互作用力【解析】选C。用手向右拉毛刷,毛刷相对桌面静止但产生了向右的运动趋势,桌面阻碍毛刷运动从而施加给毛刷向左的静摩擦力,故C正确,A错误;由上可知,手与毛刷间存在静摩擦力,故B错误;手与毛刷之间存在相互作用力,故D错误。4.(2020·东莞高一检测)用手牢牢抓住一个啤酒瓶保持在竖直状态,如图所示,则关于啤酒瓶受到的摩擦力,下列说法正确的是()A.手抓得越紧,摩擦力越大B.手与瓶子之间是滑动摩擦力C.只要瓶子保持静止状态,摩擦力就会随着瓶子里的酒量增加而增大D.手抓得越紧,瓶子越不容易掉,说明摩擦力与手给的正压力成正比【解析】选C。用手抓住一个啤酒瓶,瓶身保持竖直静止,竖直方向上瓶子受到竖直向下的重力和竖直向上的静摩擦力作用,这两个力是平衡力,大小相等,重力跟物体质量有关,无论手抓得多紧,瓶子质量不变,重力不变,瓶子受到的摩擦力保持不变,故A、B错误。无论手抓得松紧,-3-增加瓶子里的酒量,重力变大,则摩擦力增大,故C正确;啤酒瓶受到的最大静摩擦力与手对它的压力成正比,静摩擦力与重力相等,与压力无关,故D错误。故选C。5.如图,汽车里有一水平放置的硅胶魔力贴,魔力贴上放置一质量为m的小花瓶。若汽车在水平公路上向前做匀速直线运动,且魔力贴与小花瓶之间的动摩擦因数为μ,则下列说法正确的是()A.魔力贴对小花瓶的摩擦力和汽车运动方向相反B.魔力贴对小花瓶的摩擦力和汽车运动方向相同C.魔力贴对小花瓶的摩擦力大小为μmgD.魔力贴对小花瓶的摩擦力大小为0【解析】选D。汽车在水平公路上向前做匀速直线运动,小花瓶与魔力贴没有相对运动趋势,则魔力贴和小花瓶之间没有摩擦力,故选项D正确。6.如图,用水平力F将物体压在竖直墙壁上,保持静止状态,物体所受的摩擦力的大小()A.随F的增大而增大B.随F的减小而减小C.等于重力的大小D.可能大于重力【解题指南】解答本题可从以下两个方面考虑(1)物体所受静摩擦力的方向。(2)物体所受静摩擦力大小的影响因素。-4-【解析】选C。物体处于静止状态,所受的力一定是平衡力。在水平方向上受到推力F和墙壁对它的向右的弹力,这两个力是一对平衡力;在竖直方向上受到重力和向上的摩擦力,此二力也是一对平衡力,由于重力不变,所以摩擦力也不变,始终等于其重力。故选项A、B、D错误,C正确。【加固训练】(多选)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.容器受到的摩擦力不变B.容器受到的摩擦力逐渐增大C.水平力F可能不变D.水平力F必须逐渐增大【解析】选B、C。容器处于平衡状态,在竖直方向上重力与摩擦力平衡,盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大,如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力,则水平力F可能不变,选项B、C正确。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(10分)如图(a),A物体放在水平面上,动摩擦因数为0.2,物体重10N,设物体A与水平面间的最大静摩擦力为2.5N,若对A施加一个由零均匀增大到6N的水平推力F,请在图(b)中画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图线。【解析】水平推力F≤2.5N之前,物体未动,物体受静摩擦力FA=F。当F2.5N后,FA变成滑动摩擦力,其大小为FA=μFN=μG=0.2×10N=2N,画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图线如图。-5-答案:见解析8.(14分)(2020·大连高一检测)如图所示,一块装有磁铁的黑板擦静止在竖直放置的磁性黑板上,设黑板擦与磁性黑板间的吸引力恒为F,黑板擦与磁性黑板之间的动摩擦因数为μ,黑板擦的质量为m,重力加速度为g。求:(1)黑板擦静止在磁性黑板上时所受的摩擦力大小;(2)若给黑板擦施加一平行于黑板向上的力使它竖直向上运动,求黑板擦所受的摩擦力的大小和方向。【解析】(1)黑板擦静止在黑板上,由二力平衡可知f1=mg。(2)黑板擦在外力的作用下向上运动,则所受的摩擦力方向向下,f2=μFN。在垂直于黑板的方向上FN=F所以:f2=μF方向竖直向下。答案:(1)mg(2)μF方向竖直向下(15分钟·40分)9.(6分)乐轩同学利用如图所示的实验装置来测定物体与滑板间的滑动摩擦力。下列关于用这种装置做实验的说法中,正确的是()-6-A.必须调节托盘中重物的重量,确保滑板做匀速运动B.不一定要使滑板做匀速运动,但必须要用恒力拉滑板C.托盘中放的重物越重,滑板运动得越快,弹簧测力计读数越大D.只要滑板与物体有相对运动,无论滑板做什么运动,弹簧测力计的读数都相同【解析】选D。不管滑板如何运动,物体水平方向受弹簧向左的拉力和向右的滑动摩擦力,始终处于平衡状态,故弹簧测力计的读数总是等于物体与滑板之间的滑动摩擦力的大小,故A、B、C错误,D正确。10.(6分)如图,在研究摩擦力的实验中,通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F,小桶的质量忽略不计,则小物块A所受的摩擦力Ff随拉力F的变化关系是()【解析】选B。当F较小时,小车不动,与A之间是静摩擦力,随着F的增大而增大,当F达到最大静摩擦力后小车滑动,与A之间是滑动摩擦力,比最大静摩擦力稍小,之后F增大摩擦力不变,故选项B正确。11.(6分)(多选)(2020·临沂高一检测)如图甲所示,A、B两个物体叠放在水平面上,B的上、下表面均水平,A物体通过细绳与一拉力传感器相连接,细绳保持水平。从t=0时刻起,用一水平向右的力F=kt(k为常数)作用在B物体上,力传感器的示数随时间变化的图线如图乙所示,已知k、t1、t2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。据此可求()A.A、B之间的最大静摩擦力B.水平面与B之间的滑动摩擦力C.A、B之间的动摩擦因数μAB-7-D.B与水平面间的动摩擦因数μ【解析】选A、B。0～t1时间内,A不受水平拉力,说明水平面对B的静摩擦力没有达到最大值,t1～t2时间内力传感器的示数逐渐增大,说明水平面对B的静摩擦力达到最大值,故B受地面的最大静摩擦力为kt1;B对A有向右的静摩擦力,t2时刻后力传感器的示数不变,说明B相对A向右运动,A受到滑动摩擦力,则t2时刻A、B之间的静摩擦力达到最大值,且为fmax=k(t2-t1),故选项A、B正确;由于A对B的压力不能求出,所以不能求出A、B之间的动摩擦因数μAB,故选项C错误;B对水平面的压力求不出来,因此不能求出B与水平面间的动摩擦因数μ,故选项D错误。12.(22分)如甲图把一根长20cm的轻质弹簧上端固定,下端系一质量1kg的木块,当木块静止时,弹簧长为25cm;把此木块放在水平桌面上,用这个轻质弹簧水平拉它,当弹簧长为22cm时,木块沿桌面匀速运动,如乙图。(g取10N/kg)求:(1)弹簧的劲度系数。(2)木块与桌面间的滑动摩擦因数。【解析】(1)图甲中弹簧的伸长量x1=l1-l0,且竖直方向有:kx1=mg,解得k=200N/m。(2)图乙中弹簧的伸长量x2=l2-l0竖直方向有:FN=mg水平方向有:kx2=Ff滑动摩擦力公式:Ff=μFN解得μ=0.4。答案:(1)200N/m(2)0.4【加固训练】如图所示,在水平桌面上放一个重GA=20N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数为0.4,使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少?如果再在木块A上加一块重为GB=10N的木块-8-B,B与A之间的动摩擦因数为0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多少?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?【解析】未放上木块B时,FN=GA=20N,桌面对A的摩擦力为Ff1=μAFN=μAGA=0.4×20N=8N根据二力平衡条件,拉力F=Ff1=8N加上木块B后,F′N=GA+GB=20N+10N=30N,桌面对A的摩擦力为:F′f1=μAF′N=μA(GA+GB)=0.4×30N=12N,故拉力F′=F′f1=12N由于A、B两木块一起沿桌面匀速滑动,所以A、B两木块间不产生摩擦力,即B受到的摩擦力Ff2=0。答案:8N12N0