精练4摩擦力、平衡力、受力分析(原卷版+解析)

精练4摩擦力、平衡力、受力分析一．平衡力和相互作用力的区分（共3小题）1．某商场安装的智能化的电动扶梯如图所示。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站在扶梯上时，它会先慢慢加速，再匀速运转，顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程.下列说法正确的是（）A．以扶梯为参照物，顾客是运动的 B．扶梯加速过程中，顾客对扶梯的压力与扶梯对顾客的支持力是一对相互作用力 C．扶梯加速过程中，顾客受到的惯性保持不变 D．扶梯整个运行过程中，顾客始终受摩擦力的作用2．如图所示，用水平作用力F将物体P压在竖直的墙上，物体P沿墙匀速下滑，物体的重力为G，墙对物体的弹力为FN、摩擦力为f，物体对墙的压力为FN'、摩擦力为f'，则下列说法正确的是（）A．FN和F是一对平衡力 B．FN'和F是一对平衡力 C．G和f′是一对作用力和反作用力 D．G和f是一对作用力和反作用力3．重力相同的a、b两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动，它们运动的s﹣t图象分别如图甲、乙所示，则在图象描述的运动过程中（）A．它们都做匀速直线运动 B．a货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对作用力与反作用力 C．b货物所受重力大于钢索对它的牵引力 D．前6秒内，a货物运动的平均速度小于b货物运动的平均速度二．二力平衡条件的应用（共1小题）4．一重力G＝2.5×10﹣3N的雨滴从高空由静止开始竖直落下（不计横向风的影响），设雨滴下落过程中受到的空气阻力F阻与下落速度的平方（v2）成正比，关系为F阻＝kv2，其中k为常数，且k＝1×10﹣4N•s2/m2．求：（1）该雨滴匀速下落时所受空气阻力的大小。（2）雨滴匀速下落时的速度为多少？（3）请在如图中画出从开始下落到落地这一过程中雨滴的运动速度随时间变化的图象。（描绘出大致情况即可）三．摩擦力的大小（共10小题）5．如图所示一块正方体的磁铁重2N，在大小为F＝3N的拉力下从A点水平直线运动到E点。已知AB＝BC＝DE＝4m，其中AC段接触面的材料是木，DE段接触面的材料是铁，每经过相同时间，用虚线框记录物体位置，根据图像，下列说法错误的是（）A．AB段是在做匀速直线运动，所以摩擦力等于3N B．BC段物体在做加速运动，所以摩擦力小于3N C．DE段由于受到磁力作用磁体对接触面压力变大，所以DE段摩擦力一定比AB段要大 D．BC段要比AB段要光滑6．如图所示，一木块放在水平面上，上表面固定一轻滑轮（不计滑轮摩擦），轻绳绕过滑轮后，一端固定在右侧墙上，另一端施加力，使木块向右匀速运动。第一种用大小为F1的力竖直向上拉，第二种用大小为F2的力水平向右拉。下列说法正确的是（）A．两种情况摩擦力相同 B．第一种情况摩擦力大 C．F2一定大于F1 D．F2一定大于12F7．如图所示，水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ，木箱在与水平面夹角为θ的拉力F作用下做匀速直线运动。在θ从0°增大到90°的过程中，木箱的速度始终保持不变，则拉力F和木箱受到的摩擦力f的变化是（）A．F一直增大，f一直增大 B．F一直减小，f一直减小 C．F先减小后增大，f一直减小 D．F先增大后减小，f一直增大8．把一根粗糙的木棒按图所示的方式放在分开的两手的食指上。两手指距木棒两端的距离相同。现在缓缓地相向移动两个手指。刚开始移动时。发现右食指相对木棒发生移动，而左手食指相对木棒未发生移动。则此时右食指对木棒的摩擦力（选填“大于”、“等于”或“小于”）左食指对木棒的摩擦力。当两手指碰到一起时，两手指的位置在木棒中心的侧（选填：“左”或“右”）。9．已知一个物体在另一个物体表面上滑动时，物体所受到的滑动摩擦力与压力成正比，可用公式f＝μN表示，其中μ为接触面之间的动摩擦因数。如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，滑轮到P、Q的两段绳子都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，轻绳与滑轮之间的摩擦不计，在水平向右的拉力F作用下，P向右做匀速运动，若μ＝0.2，m＝1kg，则Q受到的摩擦力fQ＝N；拉力F＝N。10．大量实验表明：粗糙程度一定时，滑动摩擦力f与表面所受的压力成正比。如图所示的装置，现用一水平向右的力F＝60N作用在物体A上，使A向右匀速滑动，此时弹簧测力计的示数为45N。已知A、B和地面的表面粗糙程度都相同，不计绳、弹簧测力计、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦。则B的下表面受到的摩擦力为N，A和B两物体的重力之比为。11．利用力学知识，回答下列问题：（1）如图所示行李箱在传送带都做匀速直线运动，a为水平，b为倾斜，那么分别在a、b两种情况下的行李箱是否存在摩擦力的情况是。A．a不存在，b存在B．a存在，b不存在C．a、b都存在D．a、b都不存在（2）如图甲所示，水平面上的物体在力F1、F2的作用下向右做直线运动，力F1、F2及物体的速度v随时间变化的图象如图乙、丙、丁所示，物体在t2～t3时间内所受摩擦力大小为N。12．科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时，接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比，可用公式表示为fm＝kF压（k指摩擦系数，为小于1的正数，与材质和粗糙程度有关；F压为物体对接触面的压力大小。）当相互接触的两物体的材料均不变时，k的大小不发生改变；当相互接触的两物体的材料改变时，k的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A（重量20N）、B（重量10N）和C（重量100N），A、C之间的摩擦系数kA＝0.3，B、C之间的摩擦系数kB未知。将A、C如图甲放在水平地面上时，用水平推力F1恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时，用大小为8N的水平推力F2恰好使A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动。（1）如图甲，水平推力F1的大小为多少？（2）如图乙，B受到摩擦力的大小为多少？（3）如图丙，将物体C竖直固定在水平地面上，用水平压力F3将A、B重叠压在C的表面上且A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），则水平压力F3的大小为多少？（4）如图丁所示，有一根材质均匀的圆柱形钢管水平悬空放置，有一个半径比钢管稍大的圆环A套在钢管上，小培同学在圆环的两侧绑有较长的轻绳，并在另外一端用轻棍固定好。使得圆环A在拉力F的作用下能顺畅的沿着水平方向做匀速直线运动。已知圆环A的质量为6kg，圆环与钢管之间的摩擦系数为k4＝0.2，且圆环还受到一个竖直方向的力F4的作用，若F＝10N，则这个竖直方向的力F4的大小为多少牛？（g取10N/kg）13．某同学用5N的水平力拉着一物块在水平地面上以1m/s的速度做匀速直线运动，如图所示。撤去拉力后，物块减速直至静止用时2s。（1）在减速运动的过程中，物块在水平方向上所受到的力为多少N？（2）为了描述物体运动速度变化的快慢，物理学中引入了加速度的概念，即速度的变化量△v与发生这一变化所用的时间△t的比值，通常用a表示，表示物体速度变化的快慢，即a=△v△t，单位m/s2，撤去拉力后，物块在做减速运动的过程中的加速度是多少m/s（3）牛顿第二定律告诉我们：物体的加速度a的大小跟它所受到的作用力F成正比，跟它的质量m成反比，可表示a=F14．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在10N的水平拉力F1作用下A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动，此时木块B受桌面的摩擦力大小为N．若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推动它们一起以1m/s的速度做匀速直线运动，如图乙，则推力F2＝N，木块B所受的摩擦力为N。四．力的示意图与图示（共1小题）15．如图所示，一气球与所挂物体的总质量为5m，气球所受浮力始终保持40N不变，气球受到的空气阻力与速度成正比，即f＝kv（k为常数），此时气球以2m/s竖直向下做匀速直线运动；若减少所挂物体，使气球与剩余物体的总质量变为3m，经过一段时间后，气球恰好以2m/s竖直向上做匀速直线运动。（物体所受浮力和空气阻力忽略不计，g＝10N/kg）（1）画出气球与所挂物体以2m/s竖直向下做匀速直线运动时的受力示意图。（2）计算出m的大小。（3）若去掉所挂的所有物体，气球的质量为m，则气球能达到的最大速度是多少？五．摩擦力产生的条件（共1小题）16．如图所示，A、B两物块叠在一起用竖直向上的力F托起靠在光滑的竖直墙上处于静止状态，则下列关于A、B物体的受力情况的说法正确的是（）A．A受到3个力的作用 B．A与墙壁之间可能存在压力 C．AB之间一定有摩擦力 D．B受到5个力的作用六．探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验（共4小题）17．在学过摩擦力知识后，小明想探究：摩擦力大小是否与压力、重力都有关系？他利用如图所示的装置进行探究。实验步骤如下：①金属盒放在质量不计的白纸上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。②将质量不计的氢气球系在金属盒上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。③再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。实验相关数据如表：实验序号台式测力计示数F1/N金属盒总重力G/N弹簧测力计示数F2/N①3.63.61.2②2.41.0③3.64.81.2（1）此实验根据原理测出摩擦力的大小。（2）实验步骤②使用氢气球是为了改变（选填“压力”或“重力”）。（3）请你补齐上表中空格处的数据，其值为N。（4）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下不是其优点。A．不需要匀速拉动B．测力计示数稳定C．实验更容易操作D．实验原理更合理（5）比较实验步骤（填表中的实验序号）的数据，说明摩擦力大小与重力无关。（6）本实验中弹簧测力计示数的大小还与以下有关。A．拉纸的速度B．纸面粗糙程度C．金属盒与纸的接触面积。18．小明用如图1所示的装置，探究摩擦力的大小与哪些因素有关。（1）实验时，小明将木块放在水平木板上，弹簧测力计沿方向拉动木块，并使木块做运动。这样做的目的是。序号木块放置情况木板表面情况压力/N弹簧测力计示数/N1平放木板61.82平放木板82.43平放木板103.04平放木板上铺棉布62.45平放木板上铺毛巾63.6（2）a．分析序号三组数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F大小的关系式是。b．如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应选序号为三组数据进行分析。（3）分析图2拉力与时间的关系图可知：A．要让木块从静止到运动至少要2.0N的拉力B．如果测力计示数为2N，木块一定处于静止状态C．t1﹣t2时间内，滑动摩擦力为2.0ND．t1﹣t2时间内，木块做减速运动。19．一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究。（1）①小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，如图甲。水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的侧更粗糙，实验时（选填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板。②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板侧更粗糙。（2）小明用图乙实验装置，进行如下操作：A．将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触。B．移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板。C．分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2。小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义。①为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是。②小明知道后将上面的步骤A改进为：将弹簧的一端固定在上，其他步骤不变就可以了。（3）小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙，则图线（选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是。20．如图1所示，小明和小丽在“探究影响滑动摩擦力大小的因素”的实验中，用弹簧测力计拉着木块分别在粗糙程度不同的甲、乙水平木板上匀速直线运动，通过改变放在木块上的砝码改变压力，分别测出木块在甲、乙木板上滑动时的摩擦力，并根据实验数据描点画出了滑动摩擦力f摩与对应压力F压关系的图象（图2）。（1）分析图象甲或乙可知，木块对木板的越大，木块所受的滑动摩擦力也就越大。比较图象可知，（选填“甲”或“乙”）木板更粗糙。（2）小明在实验中发现，拉着木块运动时很难控制“匀速”，于是他设计了如图A所示的装置，在小桶内装入适量的沙子，滑块恰好在水平木板上做匀速直线运动。为测量滑块受到的滑动摩擦力的大小，应测量。把毛巾铺在木板上，发现需要装入更多的沙子，滑块才能做匀速直线运动，说明；小桶落地后，滑块继续向前运动，受到的滑动摩擦力f2与桶落地前受到的摩擦力f1的关系是f2f1（选填“＞”、“＝”或“＜”）小明想用钩码代替沙桶，请你对此作出评价：。（3）小丽设计了另一种方案，装置如图B所示。将弹簧测力计固定，改为拉动平板小车，当他水平向左拉动平板小车时，木块所受到的摩擦力的方向为。这样改进后的装置的优点是。精练4摩擦力、平衡力、受力分析一．平衡力和相互作用力的区分（共3小题）1．某商场安装的智能化的电动扶梯如图所示。无人乘行时，扶梯运转得很慢；有人站在扶梯上时，它会先慢慢加速，再匀速运转，顾客乘扶梯上楼，恰好经历了这两个过程.下列说法正确的是（）A．以扶梯为参照物，顾客是运动的 B．扶梯加速过程中，顾客对扶梯的压力与扶梯对顾客的支持力是一对相互作用力 C．扶梯加速过程中，顾客受到的惯性保持不变 D．扶梯整个运行过程中，顾客始终受摩擦力的作用【解答】解：A、以扶梯为参照物，顾客与扶梯没有相对位置的变化，顾客是静止的，故A错误；B、顾客对扶梯的压力和扶梯对顾客的支持力大小相等、方向相反、作用在两个物体上，作用在同一条直线上，是一对相互作用力，故B正确；C、惯性不是力，不能说受到惯性的作用，故C错误；D、在慢慢加速的过程中，人增加速度与速度同方向，合力斜向右上方，因而顾客受到的摩擦力；在匀速运动的过程中，顾客处于平衡状态，只受重力和支持力，顾客与电梯间的摩擦力等于零，故D错误。故选：B。2．如图所示，用水平作用力F将物体P压在竖直的墙上，物体P沿墙匀速下滑，物体的重力为G，墙对物体的弹力为FN、摩擦力为f，物体对墙的压力为FN'、摩擦力为f'，则下列说法正确的是（）A．FN和F是一对平衡力 B．FN'和F是一对平衡力 C．G和f′是一对作用力和反作用力 D．G和f是一对作用力和反作用力【解答】解：A、对物体的压力F和墙对物体的弹力FN，大小相等、方向相反、在一条直线上，在同个物体上，是一对平衡力，故A正确；B、物体对墙的压力FN'和对物体的压力F二力方向相同、作用在两个物体上的，不是平衡力，故B错误；C、物体的重力G和物体对墙的摩擦力f'，两个力作用在两个物体上，不是平衡力，物体受到重力G的施力物体是地球，物体对墙摩擦力f'的施力物体是物体P，因此这两个力也不是一对相互作用的力，故C错误；D、物体的重力G和摩擦力f，在竖直方向上，物体的重力和墙壁对物体的摩擦力大小相等、方向相反、在一条直线上，在一个物体上，是一对平衡力，故D错误。故选：A。3．重力相同的a、b两件货物在两台吊车钢索的牵引下竖直向上运动，它们运动的s﹣t图象分别如图甲、乙所示，则在图象描述的运动过程中（）A．它们都做匀速直线运动 B．a货物所受重力和钢索对它的牵引力是一对作用力与反作用力 C．b货物所受重力大于钢索对它的牵引力 D．前6秒内，a货物运动的平均速度小于b货物运动的平均速度【解答】解：A、甲图中路程和时间成正比说明甲做匀速直线运动，乙图中路程和时间的比值变小说明不做匀速直线运动，故A不正确；B、a货物匀速直线运动，所以它受到的重力和钢索对它的牵引力是一对平衡力，故B不正确；C、据图可知，b货物是做减速运动的，所以此时向下的力大，即此时所受的重力大于牵引力，故C正确；D、由图象可知：前6秒内，sa＝0.4m，sb＝0.6m；根据v=s故选：CD。二．二力平衡条件的应用（共1小题）4．一重力G＝2.5×10﹣3N的雨滴从高空由静止开始竖直落下（不计横向风的影响），设雨滴下落过程中受到的空气阻力F阻与下落速度的平方（v2）成正比，关系为F阻＝kv2，其中k为常数，且k＝1×10﹣4N•s2/m2．求：（1）该雨滴匀速下落时所受空气阻力的大小。（2）雨滴匀速下落时的速度为多少？（3）请在如图中画出从开始下落到落地这一过程中雨滴的运动速度随时间变化的图象。（描绘出大致情况即可）【解答】解：（1）雨滴匀速下落时，受竖直向下的重力G，竖直向上的空气阻力F阻作用而处于平衡状态，由平衡条件可得：F阻＝G＝2.5×10﹣3N；（2）雨滴匀速下落时，F阻＝2.5×10﹣3N，由已知F阻＝kv2，故有v=F（3）雨滴所受重力不变，开始下落时，雨滴速度较小，所受阻力较小，合力向下，雨滴向下做加速运动，当速度达到一定值后，雨滴所受重力与阻力相等，雨滴所受合力为零，处于平衡状态，做匀速直线运动，速度保持不变，雨滴的速度随时间变化关系如下图所示。答：（1）该雨滴匀速下落时所受空气阻力是2.5×10﹣3N；（2）雨滴匀速下落时的速度是5m/s；（3）如上图。三．摩擦力的大小（共10小题）5．如图所示一块正方体的磁铁重2N，在大小为F＝3N的拉力下从A点水平直线运动到E点。已知AB＝BC＝DE＝4m，其中AC段接触面的材料是木，DE段接触面的材料是铁，每经过相同时间，用虚线框记录物体位置，根据图像，下列说法错误的是（）A．AB段是在做匀速直线运动，所以摩擦力等于3N B．BC段物体在做加速运动，所以摩擦力小于3N C．DE段由于受到磁力作用磁体对接触面压力变大，所以DE段摩擦力一定比AB段要大 D．BC段要比AB段要光滑【解答】解：A、由图知，在AB段，磁铁在相等时间内通过的路程相同，所以正方体磁铁在AB段做匀速直线运动，则磁铁受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力，拉力大小是3N，所以磁铁在AB段受到的摩擦力也是3N，故A项说法正确。B、由图知，在BC段，磁铁在相等时间内通过的路程越来越长，所以正方体磁铁在BC段做加速运动，则磁铁受到水平向右的拉力大于摩擦力，拉力大小是3N，所以磁铁在BC段受到的摩擦力小于3N，故B项说法正确。C、由图知，在DE段，磁铁在相等时间内通过的路程相同，所以正方体磁铁在DE段做匀速直线运动，则磁铁受到水平向右的拉力和水平向左的摩擦力是一对平衡力，拉力大小是3N，所以磁铁在DE段受到的摩擦力也是3N，又因为磁铁在AB段受到的摩擦力等于3N，所以DE段摩擦力等于AB段摩擦力，故C项说法错误。D、滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面粗糙程度有关；由前面解答可知，磁铁在BC段受到的摩擦力小于在AB段受到的摩擦力；磁铁在AC段对接触面的压力大小相同（都等于磁铁的重力），而磁铁在BC段受到的摩擦力较小，所以可知BC段要比AB段要光滑，故D项说法正确。故选：C。6．如图所示，一木块放在水平面上，上表面固定一轻滑轮（不计滑轮摩擦），轻绳绕过滑轮后，一端固定在右侧墙上，另一端施加力，使木块向右匀速运动。第一种用大小为F1的力竖直向上拉，第二种用大小为F2的力水平向右拉。下列说法正确的是（）A．两种情况摩擦力相同 B．第一种情况摩擦力大 C．F2一定大于F1 D．F2一定大于12F【解答】解：始终用大小为F1的力竖直向上拉，木块向右匀速运动，木块受到向右的拉力和向左的摩擦力是一对平衡力，大小相等，故木块受到的摩擦力f1＝F1；若将绳端拉力方向改为水平向右，木块仍能匀速运动，这时拉力大小为F2，则物体受向右的两个F2和向左的摩擦力平衡，大小相等，即2F2＝f2，即F2=12因为影响滑动摩擦力的因素是压力和接触面的粗糙程度，当绳子竖直向上拉时，对物体有竖直向上的拉力，物体对地面的压力小于重力，当改为水平向右拉时，物体对水平面的压力等于重力，即当拉力改为水平方向后，压力增大，木块受到的摩擦力增大，即f2＞f1（即第二种情况摩擦力大），所以F2=12f2＞1故选：D。7．如图所示，水平地面上有一木箱，木箱与地面间的动摩擦因数为μ，木箱在与水平面夹角为θ的拉力F作用下做匀速直线运动。在θ从0°增大到90°的过程中，木箱的速度始终保持不变，则拉力F和木箱受到的摩擦力f的变化是（）A．F一直增大，f一直增大 B．F一直减小，f一直减小 C．F先减小后增大，f一直减小 D．F先增大后减小，f一直增大【解答】解：对物体受力分析如图：物体受到的滑动摩擦力：f＝μFN﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，因为物体做匀速直线运动，水平方向和竖直方向均受力平衡，则水平方向上：Fcosθ＝μFN﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②竖直方向上：FN+Fsinθ＝mg﹣﹣﹣﹣﹣﹣③由③可得：FN＝mg﹣Fsinθ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④，将④代入②解得：F=μmgcosθ+μsinθ，所以，当在θ从0°增大到90°的过程中，物体对面的压力逐渐减小，所以摩擦力逐渐减小，故ABD错误，C正确。故选：C。8．把一根粗糙的木棒按图所示的方式放在分开的两手的食指上。两手指距木棒两端的距离相同。现在缓缓地相向移动两个手指。刚开始移动时。发现右食指相对木棒发生移动，而左手食指相对木棒未发生移动。则此时右食指对木棒的摩擦力等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）左食指对木棒的摩擦力。当两手指碰到一起时，两手指的位置在木棒中心的左侧（选填：“左”或“右”）。【解答】解：（1）两手指距木棒两端的距离相同，现缓慢地相向移动两个手指，刚开始移动时，发现右手食指相对木棒移动，右手指与木棒之间的摩擦力是滑动摩擦力，假设它们之间的摩擦力分别为f右与f棒，且有f右＝f棒；而左手食指相对木棒未发生移动，但木棒在f右的作用下，有向右的运动趋势，此时左手与木棒之间存在静摩擦力，由于木棒处于静止状态，受到平衡力作用，即f右＝f左．故右食指与木棒间的摩擦力等于左食指与木棒间的摩擦力。（2）当两手指碰到一起时，两个手指在木棒的重心位置，由于右手先移动，说明木棒的重心偏左，所以当两手指碰到一起时，两手指的位置在木棒中心的左侧。故答案为：等于；左。9．已知一个物体在另一个物体表面上滑动时，物体所受到的滑动摩擦力与压力成正比，可用公式f＝μN表示，其中μ为接触面之间的动摩擦因数。如图所示，位于水平桌面上的物块P，由跨过定滑轮的轻绳与物块Q相连，滑轮到P、Q的两段绳子都是水平的。已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ，两物块的质量都是m，轻绳与滑轮之间的摩擦不计，在水平向右的拉力F作用下，P向右做匀速运动，若μ＝0.2，m＝1kg，则Q受到的摩擦力fQ＝2N；拉力F＝8N。【解答】解：（1）物体对水平面的压力等于物体的重力大小，Q物体所受到的滑动摩擦力的大小f1＝μNQ＝μGQ＝μmg＝0.2×1kg×10N/kg＝2N，方向水平向右。（2）P物体所受的地面滑动摩擦力的大小f2＝μNP＝μ（GP+GQ）＝μ×2mg＝0.2×2×1kg×10N/kg＝4N，方向水平向左。设跨过定滑轮的轻绳拉力大小为F′，对于Q物块，由平衡条件得：F′＝f1＝2N对木块P受力分析，P水平方向受到拉力F，地面对P体向左的摩擦力，Q对P向左的摩擦力，且力的相互作用可知：fP＝f1＝2N，根据力的平衡条件，有F＝fP+f2+F′＝2N+4N+2N＝8N故答案为：2；8。10．大量实验表明：粗糙程度一定时，滑动摩擦力f与表面所受的压力成正比。如图所示的装置，现用一水平向右的力F＝60N作用在物体A上，使A向右匀速滑动，此时弹簧测力计的示数为45N。已知A、B和地面的表面粗糙程度都相同，不计绳、弹簧测力计、滑轮的重力和滑轮与轴之间的摩擦。则B的下表面受到的摩擦力为30N，A和B两物体的重力之比为1：1。【解答】解：根据题意知，当A向右匀速滑动，A、B两物体均处于平衡状态，对两物体做受力分析；对A受力分析有：根据物体受力平衡可知：FA+f1＝F﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①FN＝GA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②对B受力分析，根据物体受力平衡可知：FB＝f+f1′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③FNB＝FN′+GB﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④其中其中FN与FN′、f1与f1′是一对相互作用力，则FN＝FN′，f1＝f1′；FA与FB是绕过滑轮的同一根绳子的两端的拉力，所以FA＝FB＝45N，且已知F＝60N；所以，f1′＝f1＝F﹣FA＝60N﹣45N＝15N，f＝FB﹣f1′＝45N﹣15N＝30N。滑动摩擦力f与表面所受的压力成正比，则，f1与GA成正比，f与（GA+GB）成正比，由于物体A、B和地面的表面粗糙程度都相同，则可得到f1GA=fGA故答案为：30，1：1。11．利用力学知识，回答下列问题：（1）如图所示行李箱在传送带都做匀速直线运动，a为水平，b为倾斜，那么分别在a、b两种情况下的行李箱是否存在摩擦力的情况是A。A．a不存在，b存在B．a存在，b不存在C．a、b都存在D．a、b都不存在（2）如图甲所示，水平面上的物体在力F1、F2的作用下向右做直线运动，力F1、F2及物体的速度v随时间变化的图象如图乙、丙、丁所示，物体在t2～t3时间内所受摩擦力大小为4N。【解答】解：（1）由题知，行李箱在两种传送带上都做匀速直线运动，在水平传送带上，行李箱受重力、支持力，两个力的合力为零，若再受到摩擦力，不可能与输送带一起匀速运动，所以a种情况下行李箱不受摩擦力。在倾斜传送带上，行李箱处于平衡状态，由于行李箱受重力作用而有向下滑动的趋势，所以行李箱还受向上的静摩擦力，即b种情况下行李箱受摩擦力，故A正确；（2）由图丁可知，在t1～t2时间内，物体处于匀速直线运动状态，受平衡力作用，平衡力的合力为零；由图乙、丙可知，物体在t1～t2时间内，所受拉力分别为F1＝8N，F2＝12N，且方向相反，则这两个力的合力F＝F2﹣F1＝12N﹣8N＝4N，方向水平向右，因物体向右做匀速直线运动，故摩擦力的大小f＝F＝4N，方向水平向左。由图丁可知，在t2～t3时间内，物体处于减速直线运动状态，但是压力大小和接触面的粗糙程度不变，则摩擦力大小不变，仍等于做匀速直线运动时的摩擦力为4N。故答案为：（1）A；（2）4。12．科学研究表明两个相互接触的物体之间发生相对滑动时，接触面上产生的滑动摩擦力大小与它们之间压力的大小成正比，可用公式表示为fm＝kF压（k指摩擦系数，为小于1的正数，与材质和粗糙程度有关；F压为物体对接触面的压力大小。）当相互接触的两物体的材料均不变时，k的大小不发生改变；当相互接触的两物体的材料改变时，k的大小将改变。现有三种不同的硬质材料做成的长方体物体A（重量20N）、B（重量10N）和C（重量100N），A、C之间的摩擦系数kA＝0.3，B、C之间的摩擦系数kB未知。将A、C如图甲放在水平地面上时，用水平推力F1恰好使A在C的表面上向右做匀速直线运动。将A、B和C如图乙放在水平地面上时，用大小为8N的水平推力F2恰好使A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动。（1）如图甲，水平推力F1的大小为多少？（2）如图乙，B受到摩擦力的大小为多少？（3）如图丙，将物体C竖直固定在水平地面上，用水平压力F3将A、B重叠压在C的表面上且A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），则水平压力F3的大小为多少？（4）如图丁所示，有一根材质均匀的圆柱形钢管水平悬空放置，有一个半径比钢管稍大的圆环A套在钢管上，小培同学在圆环的两侧绑有较长的轻绳，并在另外一端用轻棍固定好。使得圆环A在拉力F的作用下能顺畅的沿着水平方向做匀速直线运动。已知圆环A的质量为6kg，圆环与钢管之间的摩擦系数为k4＝0.2，且圆环还受到一个竖直方向的力F4的作用，若F＝10N，则这个竖直方向的力F4的大小为多少牛？（g取10N/kg）【解答】解：（1）如图甲，长方体物体A对C的压力：FA＝GA＝20N，则A受到的滑动摩擦力：fA＝kAFA＝0.3×20N＝6N，A在C的表面上向右做匀速直线运动，处于平衡状态，所以，水平推力为：F1＝fA＝6N；（2）如图乙，A、B一起在C的表面上向右做匀速直线运动，处于平衡状态，则水平推力F2等于A和B受到的滑动摩擦力的合力，且fA仍为6N，故B受到摩擦力：fB＝F2﹣fA＝8N﹣6N＝2N；（3）在乙图中，B、C之间的摩擦系数：kB如图丙，A、B一起向下做匀速直线运动（A、B间不发生相对滑动），处于平衡状态，则AB受到的滑动摩擦力：fAB＝GA+GB＝20N+10N＝30N，水平压力：F3（4）圆环的重力为：G＝mg＝6kg×10N/kg＝60N；①当F4向上时，当圆环对钢管的压力方向向上时为F4﹣G，当圆环对钢管的压力方向向下时为G﹣F4；圆环A在拉力F的作用下能顺畅的沿着水平方向做匀速直线运动，则受力平衡，拉力等于滑动摩擦力，此时：F＝f滑′＝k4F压′＝0.2×（F4﹣G）N＝0.2×（F4﹣60N）＝10N，或0.2×（60N﹣F4）＝10N解得，F4＝110N，或F4＝10N②当F4向下时，圆环对钢管的压力为：F4+G，F＝f滑″＝k4F压″＝0.2×（F4+G）＝0.2×（F4+60N）＝10N；解得，F4＝﹣10N（舍去）；综上所述：F4＝110N，或F4＝10N答：（1）如图甲，水平推力F1的大小为6N；（2）如图乙，B受到摩擦力的大小为2N；（3）如图丙，水平压力F3的大小为150N；（4）竖直方向的力F4的大小为110N，或10N。13．某同学用5N的水平力拉着一物块在水平地面上以1m/s的速度做匀速直线运动，如图所示。撤去拉力后，物块减速直至静止用时2s。（1）在减速运动的过程中，物块在水平方向上所受到的力为多少N？（2）为了描述物体运动速度变化的快慢，物理学中引入了加速度的概念，即速度的变化量△v与发生这一变化所用的时间△t的比值，通常用a表示，表示物体速度变化的快慢，即a=△v△t，单位m/s2，撤去拉力后，物块在做减速运动的过程中的加速度是多少m/s（3）牛顿第二定律告诉我们：物体的加速度a的大小跟它所受到的作用力F成正比，跟它的质量m成反比，可表示a=F【解答】解：（1）当物体做匀速直线运动时，F＝f＝5N，撤去拉力后，物块减速运动的过程中，物体所受的摩擦力还是滑动摩擦力，力的大小只与压力、接触面粗糙程度有关，故f＝5N；（2）由题意可得，物块在做减速运动的过程中的加速度是：a=△v△t=（3）由题意，根据牛顿第二定律，a=F则有，m=F答：（1）在减速运动的过程中，物块在水平方向上所受到的力为5N；（2）物块在做减速运动的过程中的加速度是0.5m/s2；（3）该同学所拉物块的质量是10kg。14．如图甲所示，完全相同的木块A和B叠放在水平桌面上，在10N的水平拉力F1作用下A、B一起以2m/s的速度做匀速直线运动，此时木块B受桌面的摩擦力大小为0N．若将A、B紧靠着放在水平桌面上，用水平力F2推动它们一起以1m/s的速度做匀速直线运动，如图乙，则推力F2＝10N，木块B所受的摩擦力为5N。【解答】解：产生摩擦力的条件是两个物体相互接触并且发生相对运动或有相对运动的趋势，B没有与桌面接触，所以与桌面之间没有摩擦力；将A、B紧靠着放存水平桌面上，做匀速直线运动。由于摩擦力与运动速度、接触面积无关，因此仍受10N的推力，则摩擦力也为10N．两木块相同，则每块木块分担5N的摩擦力。故答案为：0、10、5。四．力的示意图与图示（共1小题）15．如图所示，一气球与所挂物体的总质量为5m，气球所受浮力始终保持40N不变，气球受到的空气阻力与速度成正比，即f＝kv（k为常数），此时气球以2m/s竖直向下做匀速直线运动；若减少所挂物体，使气球与剩余物体的总质量变为3m，经过一段时间后，气球恰好以2m/s竖直向上做匀速直线运动。（物体所受浮力和空气阻力忽略不计，g＝10N/kg）（1）画出气球与所挂物体以2m/s竖直向下做匀速直线运动时的受力示意图。（2）计算出m的大小。（3）若去掉所挂的所有物体，气球的质量为m，则气球能达到的最大速度是多少？【解答】解：（1）一气球与所挂物体的总质量为5m，则G总1＝5mg，若减少所挂物体，使气球与剩余物体的总质量变为3m，则G总2＝3mg；此时气球以2m/s竖直向下做匀速直线运动，气球受力分析如图1所示；当气球与剩余物体的总质量变为3m，气球以同样匀速竖直向上时，气球受力分析如图2所示；（2）当气球匀速下降时，气球受力分析如图1所示，则由平衡条件得：F浮+f＝G总1﹣﹣﹣﹣﹣①当气球与剩余物体的总质量变为3m，气球以同样匀速上升时，气球受力分析如图2所示，则由平衡条件得：F浮＝f+G总2﹣﹣﹣﹣﹣﹣②把F浮＝40N，G总1＝5mg，G总2＝3mg，g＝10N/kg，代入①②式，解得：f＝10Nm＝1kg；（3）由f＝kv1得，k=f若去掉所挂的所有物体，气球的质量为m，气球上升，设最终匀速运动，速度最大为v，气球受力分析所图3所示，由平衡条件得：F浮＝f′+G球；则：f′＝F浮﹣G球＝40N﹣1kg×10N/kg＝30N；由f′＝kv得：v=f'答：（1）受力示意图如图1。（2）m的大小为1kg。（3）若去掉所挂的所有物体，气球的质量为m，则气球能达到的最大速度是6m/s。五．摩擦力产生的条件（共1小题）16．如图所示，A、B两物块叠在一起用竖直向上的力F托起靠在光滑的竖直墙上处于静止状态，则下列关于A、B物体的受力情况的说法正确的是（）A．A受到3个力的作用 B．A与墙壁之间可能存在压力 C．AB之间一定有摩擦力 D．B受到5个力的作用【解答】解：分别对A、B受力分析，如图所示：B受到重力GB、推力F，A对B的弹力N，A对B的静摩擦力f四个力作用，由于B处于静止状态，故这四个力合力为零；对于A物体，受重力GA，B对A的弹力N′，B对A的摩擦力f′三个力作用处于静止状态，故这三个力的合力为零；根据平衡条件可知，A对B的压力N和A对B的静摩擦力f，这两个力水平分量等大反向，故B对A的支持力N′和B对A的静摩擦力f′，这两个力的水平分量也等大反向，水平方向合力为零，所以墙壁对A不存在水平方向的压力，故AC正确，BD错误。故选：AC。六．探究摩擦力的大小与什么因素有关的实验（共4小题）17．在学过摩擦力知识后，小明想探究：摩擦力大小是否与压力、重力都有关系？他利用如图所示的装置进行探究。实验步骤如下：①金属盒放在质量不计的白纸上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。②将质量不计的氢气球系在金属盒上，读出台式测力计示数；拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。③再往金属盒注入适量的沙子，使台式测力计示数与步骤①中的示数相等，拉动白纸的过程中，读出弹簧测力计的示数。实验相关数据如表：实验序号台式测力计示数F1/N金属盒总重力G/N弹簧测力计示数F2/N①3.63.61.2②2.41.0③3.64.81.2（1）此实验根据二力平衡原理测出摩擦力的大小。（2）实验步骤②使用氢气球是为了改变压力（选填“压力”或“重力”）。（3）请你补齐上表中空格处的数据，其值为3.6N。（4）与直接用弹簧测力计拉动金属盒测量摩擦力相比，拉动白纸进行实验有许多优点，以下D不是其优点。A．不需要匀速拉动B．测力计示数稳定C．实验更容易操作D．实验原理更合理（5）比较实验步骤①③（填表中的实验序号）的数据，说明摩擦力大小与重力无关。（6）本实验中弹簧测力计示数的大小还与以下B有关。A．拉纸的速度B．纸面粗糙程度C．金属盒与纸的接触面积。【解答】解：（1）在实验中拉动白纸运动时，金属盒始终处于静止状态，根据二力平衡条件，金属盒受到的摩擦力与拉力是一对平衡力，所以拉力与摩擦力的大小相等；（2）实验步骤②使用氢气球，由于氢气球向上拉金属盒，所以金属盒对白纸的压力变小，但其本身的重力不变；（3）第二次实验中，氢气球系在金属盒上，保持了总重力不变，而改变了压力大小，来探究摩擦力与压力大小的关系，所以第2次实验，金属盒的总重力仍为3.6N；（4）由于摩擦力大小与物体运动速度无关，所以在实验中，若拉动白纸时，操作比较方便，可以不做匀速直线运动，而金属盒始终处于静止状态，拉力与摩擦力平衡，测力计示数会很稳定便于读数，但无论是抽动白纸还是拉动金属盒做匀速直线运动，都是根据二力平衡条件来测量摩擦力的，故选项D不是其优点；（5）由表中①③实验数据可知，物体的重力不同而摩擦力相等，由此可知，摩擦力与重力无关。（6）摩擦力的大小与压力大小、接触面的粗糙程度有关，本实验中测力计示数的大小还与纸面粗糙程度有关，故选B。故答案为：（1）二力平衡；（2）压力；（3）3.6；（4）D；（5）①③；（6）B。18．小明用如图1所示的装置，探究摩擦力的大小与哪些因素有关。（1）实验时，小明将木块放在水平木板上，弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动。这样做的目的是使拉力大小等于摩擦力大小。序号木块放置情况木板表面情况压力/N弹簧测力计示数/N1平放木板61.82平放木板82.43平放木板103.04平放木板上铺棉布62.45平放木板上铺毛巾63.6（2）a．分析序号1、2、3三组数据可知：滑动摩擦力的大小与接触面所受的压力有关，滑动摩擦力f的大小与接触面所受压力F大小的关系式是f＝0.3F。b．如要探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系，应选序号为.1、4、5三组数据进行分析。（3）分析图2拉力与时间的关系图可知：CA．要让木块从静止到运动至少要2.0N的拉力B．如果测力计示数为2N，木块一定处于静止状态C．t1﹣t2时间内，滑动摩擦力为2.0ND．t1﹣t2时间内，木块做减速运动。【解答】解：（1）在实验中弹簧测力计沿水平方向拉动木块，并使木块做匀速直线运动，根据二力平衡知识，这是为了使拉力大小与滑动摩擦力成为一对平衡力，二者大小相等；（2）a、1、2、3组实验数据，接触面的粗糙程度相同，压力大小不同，可得滑动摩擦力大小与压力大小有关；由数据知，压力增大几倍，滑动摩擦力便增大为原来的几倍，所以摩擦力与压力成正比，设f＝kF当F＝6N时，f＝1.9N，代入数据得：1.8N＝k×6N解得：k＝0.3，所以关系式为：f＝0.3F；b、1、4、5三组实验，压力大小相同，接触面的粗糙程度不同，可以探究滑动摩擦力与接触面的粗糙程度的关系；（3）A、0～t1时间内木块处于静止状态，由此可知当时间为t1时，物体由静止变成运动，所以要使木块由静止开始运动，至少要2.3N的水平拉力，故A错误；B、由图像t2之后木块做匀速直线运动，此时木块受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，拉力F＝f＝2N。如果实验时木块所受的拉力是2N，木块可能静止（还没拉动）、可能匀速运动，故B错误；C、滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，t1时间后木块开始运动，此时受到的摩擦力与t2之后摩擦力相等为2N，故C正确；D、t1﹣t2、时间段内，水平方向拉力F大于摩擦力，所以物体仍做加速运动，故D错误。故答案为：（1）水平；匀速直线；使拉力大小等于摩擦力大小；（2）a．1、2、3；f＝0.3F；b.1、4、5；（3）C。19．一质量均匀分布、正反面相同的长方形木板，以中线MN为界，对比观察左右两部分，发现粗糙程度可能不一样，哪一侧更粗糙？同学们进行了研究。（1）①小华将滑块放木板上，通过细线和固定的测力计相连，如图甲。水平向右拉动木板，待示数稳定时，记下滑块经过左、右两部分时测力计的示数F左和F右，若F左＞F右，则木板的左侧更粗糙，实验时不需要（选填“需要”或“不需要”）匀速拉动木板。②小华左右手戴上同样的手套，木板水平对称地放在左右手上，现左手向左、右手向右，使两手距离快速增大，若木板向左运动，则木板左侧更粗糙。（2）小明用图乙实验装置，进行如下操作：A．将轻弹簧的一端分别固定在板上MN左右两侧的P、Q点，另一端分别与同一滑块接触。B．移动滑块使弹簧压缩相同的长度，由静止释放滑块，使滑块越过MN但不滑离木板。C．分别测出滑块越过MN后滑行的距离x1和x2。小明想根据x1和x2的大小关系判断木板的粗糙程度，小华提出疑义。①为能根据x1和x2的大小关系作出正确判断，请指出小明实验中存在的问题是不能确定滑块经过中线MN时的速度相同。②小明知道后将上面的步骤A改进为：将弹簧的一端固定在中线MN上，其他步骤不变就可以了。（3）小红使滑块分别从左右两侧滑上木板，测出滑块运动的速度，作出滑块从两端分别运动至MN过程中的速度v和时间t的关系图线如图丙，则图线b（选填“a”或“b”）所对应的接触面更粗糙，判断的依据是b图线物块的速度变化快。。【解答】解：（1）①