高中人教版物理必修一课时分层作业3-3摩擦力

课时分层作业十四摩擦力(20分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.(2019·佛山高一检测)关于滑动摩擦力的公式f=μN,下列说法中正确的是 ()A.公式中的压力一定是重力B.有弹力必有摩擦力C.有摩擦力必有弹力D.同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互平行【解析】选C。公式中的压力是正压力,不一定等于重力,故A错误;有弹力而无相对运动或相对运动趋势就没有摩擦力,故B错误;摩擦力产生的条件中包含弹力产生的条件,故有摩擦力必有弹力,故C正确;同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互垂直,故D错误。【补偿训练】(多选)(2019·衡水高一检测)如图所示,三个相同物体叠放在一起,置于粗糙的水平面上,物体间接触面不光滑,现用一水平力F作用于B上,三物体仍静止,下列说法正确的是 ()A.B对A有摩擦力作用B.B受到A、C的摩擦力作用C.B只受到C的摩擦力作用D.地面对C有摩擦力作用,大小等于F【解析】选C、D。假设B对A有摩擦力作用,则A受力不能平衡,与题给条件不符,所以B对A无摩擦力作用,A错误;根据力的相互性可知,A对B也无摩擦力作用,B错误;B受到拉力F的作用,保持静止,所以一定受到C给B的摩擦力作用,大小为F,方向向左;根据力的相互性,C也受到B给它的摩擦力作用,大小为F,方向向右,而C也静止,所以地面对C有摩擦力作用,大小为F,方向向左;所以C、D正确。2.2018年2月22日平昌冬奥会,中国选手武大靖在男子500米速滑A组决赛中,以39秒584的成绩破世界纪录霸气夺冠。滑冰时,运动员与冰面之间有滑动摩擦力。关于滑动摩擦力,以下说法中正确的是 ()A.滑动摩擦力总是和物体的运动方向相反B.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动C.只有运动的物体才受到滑动摩擦力D.滑动摩擦力总跟物体的重力成正比【解析】选B。滑动摩擦力总跟物体相对运动的方向相反,阻碍物体间的相对运动,但并不一定跟物体的运动方向相反,故选项A错,B正确;滑动摩擦力产生在相对运动的物体间,静止的物体也可以受滑动摩擦力,故选项C错;滑动摩擦力的大小一定跟接触面间的压力成正比,但压力不一定等于重力,所以,不能说滑动摩擦力跟物体的重力成正比,选项D错。3.关于由滑动摩擦力公式F=μFN推出的μ=QUOTE,下列说法正确的是 ()A.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比,F越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小C.μ与F成正比,与FN成反比D.μ的大小由两物体接触面的情况及其材料决定【解析】选D。动摩擦因数μ的大小由接触面的粗糙程度及其材料决定,与摩擦力F和正压力FN无关,故D正确。4.(2018·山东学业水平考试)如图所示,用传送带向上传送货物,货物和传送带之间没有相对滑动,则货物受到的摩擦力是 ()A.静摩擦力,方向沿传送带向上B.静摩擦力,方向沿传送带向下C.滑动摩擦力,方向沿传送带向下D.滑动摩擦力,方向沿传送带向上【解析】选A。货物和传送带之间没有相对滑动,但有相对传送带向下运动的趋势,货物受到的摩擦力为静摩擦力,方向与货物相对运动趋势的方向相反,即沿传送带向上,A正确。【补偿训练】(多选)如图,物体A放在水平地面上,在两个水平力F1和F2的作用下保持静止。已知F1=10N,F2=2N,则 ()A.若去掉F1,A一定静止B.若去掉F1,A一定向左运动C.若去掉F2,A可能静止D.若去掉F2,A一定向右运动【解析】选A、C。物体在F1和F2的作用下保持静止,此时静摩擦力为f=F1F2=8N,说明最大静摩擦力fm≥8N。去掉F1,静摩擦力可以平衡2N外力,A一定静止,故A对B错;去掉F2,若最大静摩擦力小于10N,则不足以平衡外力,向右运动,若最大静摩擦力大于等于10N,A仍保持静止,故C对D错。5.如图所示,一平板小车在外力作用下由静止向右滑行一段距离x,同时车上的物体A相对车向左滑行L,此过程中物体A受到的摩擦力方向如何,该摩擦力是动力还是阻力 ()A.水平向左,阻力 B.水平向左,动力C.水平向右,阻力 D.水平向右,动力【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)根据A物体与小车的相对运动方向判断摩擦力的方向。(2)明确A物体的运动方向与摩擦力方向的关系。【解析】选D。由于物体相对小车向左滑动,那么受到小车向右的滑动摩擦力的作用,但相对地面是向右运动的,即滑动摩擦力的方向与物体的运动方向相同,所以是动力,故D对。6.如图是研究静摩擦力的装置,弹簧测力计对物块的拉力沿水平方向。逐渐增大拉力,当拉力小于10N时,物块保持静止;等于10N时,物块恰好运动。下列分析正确的是 ()A.物块受到的最大静摩擦力是10NB.示数为5N时,物块受到的静摩擦力是10NC.示数为15N时,物块受到的静摩擦力是10ND.示数为10N时,物块受到的摩擦力是0【解析】选A。物块受重力、支持力、拉力和摩擦力,当拉力等于10N时,物块刚刚开始运动,说明最大静摩擦力为10N,故A正确;当弹簧测力计的示数为5N时,没有拉动,物块保持静止,受静摩擦力,为5N,故B错误;当弹簧测力计的示数为15N时,物块加速运动,受到滑动摩擦力,滑动摩擦力约等于最大静摩擦力,为10N,故C错误;当示数为10N时,物块受到的摩擦力是10N,故D错误。【补偿训练】如图,在研究摩擦力的实验中,用弹簧测力计通过定滑轮拉一个放在水平板上的木块,滑轮的摩擦不计,部分实验数据记录见表。则实验中木块受到的 ()实验次数木块状态弹簧测力计读数/N第1次静止0.50………第5次匀速0.40………第10次加速0.80A.滑动摩擦力为0.40NB.静摩擦力恒为0.50NC.最大静摩擦力为0.50ND.滑动摩擦力一定小于静摩擦力【解析】选A。木块匀速运动时弹簧测力计的拉力等于木块所受到的滑动摩擦力,A正确。静摩擦力是被动力,其大小随外力的变化而变化,滑动摩擦力不一定小于静摩擦力,B、D错误。根据表中数据,无法确定其最大静摩擦力,C错误。二、非选择题(本题共2小题,共20分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(8分)(2019·铜仁高一检测)如图所示,物体A重40N,物体B重40N,A与B、A与地面的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=40N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。【解析】物体B对A压力FN2=GB=40N,地面对A的支持力FN1=GA+GB=80N因此A受B的滑动摩擦力Ff2=μFN2,A受地面的摩擦力Ff1=μFN1又由题意得F=Ff1+Ff2,可得μFN2+μFN1=F,代入数据得μ×80+μ×40=40可得到μ=QUOTE。答案:QUOTE【易错提醒】本题要注意A对地面的压力并不等于A的重力,而等于A、B总重力。8.(12分)如图所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向:(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车无相对滑动)。(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)。(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)。【解题指南】(1)根据假设法判断汽车加速运动、刹车、匀速运动时与木箱间是否存在摩擦力。(2)根据相对运动或相对运动趋势的方向判断两者间摩擦力的方向。【解析】(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时,假设二者的接触面是光滑的,则汽车加速时,木箱由于惯性要保持原有的静止状态,因此它将相对于汽车向后滑动,说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势,所以木箱受到向前的静摩擦力。(2)汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对汽车向前滑动,说明木箱有相对汽车向前滑动的趋势,所以木箱受到向后的静摩擦力。(3)木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动。假设木箱与汽车的接触面光滑,由于惯性,木箱仍做匀速直线运动,木箱与汽车间无相对滑动,说明木箱与汽车间没有相对运动趋势,故木箱不受摩擦力。答案:(1)向前(2)向后(3)不受摩擦力【延伸探究】若汽车刹车,木箱在车上向前滑动时摩擦力方向如何?提示:汽车刹车,木箱相对于汽车向前滑动,易知木箱受到向后的滑动摩擦力。答案:向后(25分钟50分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.(多选)(2019·钦州高一检测)如图,水平的皮带传送装置中,O1为主动轮,O2为从动轮,皮带在匀速移动且不打滑。此时把一重10N的物体由静止放在皮带上的A点,若物体和皮带间的动摩擦因数μ=0.4,则下列说法正确的是 ()A.刚放上时,物体受到向左的滑动摩擦力4NB.达到相对静止后,物体受到的是静摩擦力C.皮带上M点受到向下的静摩擦力D.皮带上N点受到向下的静摩擦力【解题指南】解答本题应把握以下两点:(1)由摩擦力产生的条件可判断物体是否受摩擦力。(2)因摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,根据皮带各点相对于轮子的转动趋势方向可知各点所受摩擦力的方向。【解析】选A、C、D。刚放上时,物体相对皮带滑动,受到向左的滑动摩擦力,其大小为f=μN=0.4×10N=4N,A正确;达到相对静止时,物体做匀速运动,与皮带间无运动趋势,所以物体不受摩擦力,B错误;O1为主动轮,则轮子带动皮带,即N点轮子向下动,皮带相对轮子向上,因摩擦力方向与相对运动方向相反,故皮带N点摩擦力应向下;O2为从动轮,即皮带带动轮子,即M点皮带相对于轮子是向上的,故M点的摩擦力向下,C、D正确。【补偿训练】(多选)如图所示,物块A以某一速度v水平向右滑上顺时针转动的水平传送带上,在滑上传送带的瞬间,关于物块A受到的摩擦力,下列说法正确的是 ()A.物块A可能受到向左的滑动摩擦力B.物块A可能受到向右的滑动摩擦力C.物块A可能受到静摩擦力D.物块A可能不受摩擦力【解析】选A、B、D。当物块A的速度小于传送带的速度时,物块A相对传送带向左运动,所受滑动摩擦力的方向向右,B正确。当物块A的速度大于传送带的速度时,物块A相对传送带向右运动,所受滑动摩擦力向左,A正确。当物块A的速度等于传送带的速度时,物块A不受摩擦力,D正确。2.(多选)(2019·重庆高一检测)如图所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物块A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B与地面之间的动摩擦因数μ2有可能对的是 ()A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0【解析】选B、D。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,则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零,也可能不为零;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,则B与地面之间的动摩擦因数μ2一定不为零,故B、D正确。【补偿训练】如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是 ()A.M处受到的支持力竖直向上B.N处受到的支持力竖直向上C.M处受到的静摩擦力沿MN方向D.N处受到的静摩擦力沿水平方向【解析】选A。原木P的支撑点M、N处弹力垂直于接触面,M处的支持力竖直向上,N处受到的支持力垂直MN斜向上,故A项正确、B项错误;M处受到的静摩擦力沿水平方向,故C项错误;N处受到的静摩擦力沿MN方向,故D项错误。3.甲图中李勇同学用60N的水平力推木箱,没推动,此时木箱受的摩擦力为F1;乙图中李勇同学用100N的水平力恰好能推动木箱,此时木箱受的摩擦力为F2;丙图中李勇同学把木箱推动了,此时木箱受的摩擦力为F3。已知木箱对地面的压力为300N,木箱与地面间的动摩擦因数为0.3,则F1、F2、F3的大小分别为 ()A.60N,100N,90NB.0N,100N,300NC.60N,100N,300N D.0N,100N,90N【解析】选A。甲图李勇同学用的推力F=60N,木箱不动,木箱在水平方向受到两个力作用处于平衡状态,木箱受的摩擦力为静摩擦力,F1=F=60N;乙图李勇同学用的推力F′=100N,木箱恰好能被推动,静摩擦力达到最大值F2=F′=100N;丙图李勇同学把木箱推动了,木箱受到了滑动摩擦力的作用,F3=μFN=0.3×300N=90N,故选项A正确,选项B、C、D错误。4.(2019·西城区高一检测)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸与桌布分离后继续在桌面滑行,最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中 ()A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向左B.桌面对鱼缸摩擦力的方向向右C.鱼缸所受的摩擦力大小没有变化D.若猫增大拉力,鱼缸受到桌布的摩擦力将增大【解析】选C。桌布向右拉出时,鱼缸相对于桌布有向左的运动,故鱼缸受到桌布的摩擦力向右,A错误;鱼缸在桌面上向右滑动,则桌面对鱼缸摩擦力的方向向左,B错误;由于鱼缸在桌面上和在桌布上的动摩擦因数相同,故受到的摩擦力相等,C正确;鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力,其大小与拉力无关,只与压力和动摩擦因数有关,因此增大拉力时,摩擦力不变,D错误;故选C。【易错提醒】鱼缸所受摩擦力为滑动摩擦力,其大小只与压力和动摩擦因数有关,与拉力无关。【补偿训练】(2016·海南高考)如图,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a与b、b与P、P与桌面之间摩擦力的大小分别用f1、f2和f3表示。则 ()A.f1=0,f2≠0,f3≠0 B.f1≠0,f2=0,f3=0C.f1≠0,f2≠0,f3=0 D.f1≠0,f2≠0,f3≠0【解析】选C。物块a相对于b,物块b相对于P,都有沿斜面下滑的趋势,所以a与b、b与P之间的摩擦力f1、f2不为零,把物块a和b及斜面P看成一个整体,P与桌面之间没有相对运动的趋势,P与桌面之间摩擦力f3为零,所以选项C正确,A、B、D错误。5.(多选)(2019·汕头高一检测)如图所示,物体A与墙面间的动摩擦因数为μ,A物体的质量为m,以水平力F作用在物体A上,当A沿竖直墙壁匀速下滑时,A与墙面间的摩擦力大小等于 ()A.μmg B.mg C.μF D.F【解析】选B、C。物体在水平力F的作用下,静止在竖直墙面上,在竖直方向受重力和静摩擦力,二力平衡,则物体受到的摩擦力的大小是mg,若物体在水平推力F作用下沿竖直墙面匀速下滑,则物体受到的滑动摩擦力的大小是f=μN=μF=mg,故选B、C。【补偿训练】(2019·福州高一检测)如图,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一定不变D.水平力F必须逐渐增大【解析】选B。由题知物体处于静止状态,受力平衡,摩擦力等于容器和水的总重力,所以容器受到的摩擦力逐渐增大,故A错误、B正确;水平方向受力平衡,力F可能不变,故C、D错误。6.(多选)(2019·承德高一检测)如图所示,用大小相等、方向相反且在同一水平面上的两个力FN挤压同样的木板,木板中间夹着两块同样的砖,砖和木板均保持静止。下述结论正确的是 ()A.两砖间有弹力B.两砖间没有摩擦力C.FN越大,板和与之相接触的砖之间的摩擦力越大D.FN越大,每块砖所受各力的合力越大【解析】选A、B。设每一块砖的重力为G,一侧木板对砖的摩擦力大小为f1,两块砖之间的摩擦力大小为f2。根据平衡条件得:对整体,有:2f1=2G,得f1=G。对左侧砖,有:f1+f2=G。解得f2=0。即两砖间摩擦力为零,而且这个结果与FN无关,B正确,C错误;两砖始终受力平衡,合力为零,且两砖之间有相互挤压的力,A正确,D错误。故选A、B。【补偿训练】如图,滑块A置于水平地面上,滑块B在一水平力作用下紧靠滑块A(A、B接触面竖直),此时A恰好不滑动,B刚好不下滑。已知A与B间的动摩擦因数为μ1,A与地面间的动摩擦因数为μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。A与B的质量之比为 ()A.QUOTE B.QUOTEC.QUOTE D.QUOTE【解析】选B。对B,μ1F=mBg,对AB整体,μ2(mA+mB)g=F,联立解得QUOTE=QUOTE,B正确。二、非选择题(14分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(2019·三明高一检测)将完全相同的、质量均为4kg的木块A和B叠放在水平桌面上,各接触面动摩擦因数相同,均为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。(g取10N/kg)(1)若在14N的水平拉力F1作用下,求地面对B的摩擦力f2多大?B对A的摩擦力f1多大?(2)若将A、B紧靠着放在水平桌面上,用水平推力F2推A使它们一起匀速运动,则F2多大?这时,A对B的弹力有多大?【解题指南】(1)求出地面对B的最大静摩擦力。(2)判断木块所受的摩擦力。(3)根据平衡条件求出所受的摩擦力;因为A、B一起匀速运动,把A、B看成一个整体,根据二力平衡求出相应的摩擦力。【解析】(1)地面对B的最大静摩擦力为fmax=μN=μ·2mg=0.2×2×40N=16N,因为F1=14N<16N,所以A、B均处于静止状态,受到的都是静摩擦力。根据二力平衡可得:地面对B的摩擦力f2=14N。根据平衡条件A受摩擦力为零,即B对A的摩擦力为f1=0N。(2)当A、B一起匀速运动时,把A、B看成一个整体,根据二力平衡可得:F2=fA+fB=μNA