3-2摩擦力(解析版)-高一物理同步备课系列

3.2摩擦力单项选择题：每小题只有一个选项符合题目要求。1．（2021·湖北武汉市·高一期末）如图所示，在平衡木比赛中，运动员静止在平衡木上。下列说法正确的是（）A．平衡木对人的力和人对平衡木的力相同B．过运动员的重心作垂线，垂线与平衡木的交点可能在运动员脚的前方C．平衡木对运动员的摩擦力沿水平方向D．运动员受到了支持力是因为平衡木发生了形变【答案】D【解析】A．对于平衡木对人的力和人对平衡木的力，这两个力的施力物体和受力物体均不同，不是同一个力，故A错误；B．运动员为了能够保持身体的稳定，重心垂线与平衡木的交点应过运动员的脚掌位置，故B错误；C．运动员相对平衡木不存在相对运动或相对运动的趋势，所以摩擦力为零，故C错误；D．运动员受到了支持力是因为平衡木发生了形变，故D正确。故选D。2．（2021·浙江高三三模）打印机在正常工作的情况下，进纸系统能做到每次只进一张纸。进纸系统的结构示意图如图所示，设图中刚好有20张相同的纸，每张纸的质量均为m，搓纸轮按图示方向转动并带动最上面的第1张纸向右运动，搓纸轮与纸张之间的动摩擦因数为，纸张与纸张之间、纸张与底部摩擦片之间的动摩擦因数均为，工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F。打印机正常工作时，下列说法错误的是（）A．第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左B．第10张纸与第11张之间的摩擦力大小可能为C．第20张纸与摩擦片之间的摩擦力为D．若，则进纸系统不能进纸【答案】B【解析】A．第2张纸相对第3张纸向右运动，所以第2张纸受到第3张纸的摩擦力方向向左，故A正确；BC．工作时搓纸轮给第1张纸压力大小为F，第1张纸对第2张纸的压力为F+mg，所以第2张以下的纸没有运动，只有运动趋势，所以第2张以下的纸之间以及第20张纸与摩擦片之间的摩擦力均为静摩擦力，大小均为μ2(F+mg)，故B错误，C正确；D．若μ1=μ2，搓纸轮与第1张纸之间的摩擦力为μ1F，第1张纸受到第2张纸的滑动摩擦力为μ2（F+mg），则有搓纸轮与第1张纸之间会发生相对滑动，不会进纸，打印机不会正常工作，故D正确。本题选错误，故选B。3．（2021·浙江温州市·高三三模）如图所示，一位同学用双手水平夹起一摞书，并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数μ1=0.3，书与书间的动摩擦因数μ2=0.2，设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为0.2kg，该同学对书的水平正压力为200N，每本书均呈竖直状态，则下列说法正确的是（）A．每本书受到的摩擦力的合力大小不等B．书与书之间的摩擦力大小均相等C．他最多能夹住42本书D．他最多能夹住60本书【答案】C【解析】A．每本书受到的摩擦力的合力与重力平衡，若每本书的质量相同，则它受到的摩擦力的合力大小相等，A错误；B．越靠外侧，书与书间的摩擦力越大，B错误；CD．以这一摞书这研究对象，每只手对其的最大静摩擦力为=60N这一摞书受力平衡解得n1=60但书与书间的最大静摩擦力为=40N除了左右两侧跟手接触的两本书，以剩下的这一部分书为对象，由平衡条件解得n2=40加跟手接触的两本书，共42本书。所以C正确，D错误。故选C。4．（2021·浙江高三月考）测反应时间的示意图如图所示，一位同学用两个手指捏住直尺的顶端，另一位同学用一只手在直尺下方做捏住直尺的准备，但手不能碰到直尺。忽略空气阻力，直尺由静止释放，测出直尺被捏住时其降落的高度﹐根据自由落体运动知识，可以算出另一位同学做出反应的时间，下列说法正确的是（）A．直尺静止时，直尺对手指有5个力的作用B．直尺静止时，直尺对手指有4个力的作用C．静止时，直尺受到的摩擦力与手指对其的正压力成正比D．直尺受到的压力，是直尺发生弹性形变产生的【答案】B【解析】AB．直尺静止时，有两个接触面，每个面都有一个弹力和摩擦力，则直尺对手指有4个力的作用，所以A错误；B正确；C．静止时，直尺受到的摩擦力为静摩擦力，与手指对其的正压力无关，大小总是等于重力，所以C错误；D．直尺受到的压力，是手发生弹性形变产生的，所以D错误；故选B。5．（2021·浙江高一月考）关于相互接触的两个物体之间的弹力和摩擦力，以下说法中正确的是（）A．压力是由于重力产生的B．有弹力必定有摩擦力C．摩擦力的大小一定与弹力大小成正比D．摩擦力的方向与弹力方向始终垂直【答案】D【解析】A．压力是两个相互接触的物体间的作用力，所以，压力与重力没有必然联系，压力也不一定是由于重力产生的，A错误；B．摩擦力产生的条件是：相互接触、有弹力、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势，所以有弹力不一定有摩擦力，B错误；C．静摩擦力的大小与外力有关，不与弹力成正比，滑动摩擦力的大小与弹力成正比，C错误；D．摩擦力的方向沿着接触面的方向，弹力的方向与接触面垂直，所以摩擦力方向与弹力方向始终垂直，D正确。故选D。6．（2021·浙江高一月考）如图所示，甲、乙、丙三个物体质量相同，与地面的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，当它们滑动时，受到的摩擦力大小是（）A．甲、乙、丙所受摩擦力相同 B．甲受到的摩擦力最小C．乙受到的摩擦力最小 D．丙受到的摩擦力最大【答案】B【解析】甲、乙、丙三个物体中，甲对地面的正压力最小，乙对地面的正压力最大，所以甲受到的摩擦力最小，乙受到的摩擦力最大，故B正确。故选B。7．（2021·上海杨浦区·高三月考）某同学骑自行车时，地面对前轮的摩擦力为，对后轮的摩擦力为。当他推自行车时，地面对前轮的摩擦力为，对后轮的摩擦力为（）A．与同向 B．与同向C．与车前进方向相同 D．与车前进方向相同【答案】B【解析】自行车后轮是驱动轮，所以骑行时，后轮摩擦力向前，前轮摩擦力向后，推行时，前后轮摩擦力均向后。故选B。8．（2020·江苏南通市·海门市第一中学高一期中）如图所示，小明同学借助放满书籍的整理箱做摩擦力探究实验，发现随着水平拉力的增大，静止的整理箱开始运动，箱子运动后，发现拉动箱子反而比刚拉动时省力，若假设小明施加的水平拉力随时间均匀增加，则下列能正确反映整理箱所受摩擦力随时间变化的图像是（）A．B．C． D．【答案】C【解析】刚开始整理箱处于静止状态，所受到的摩擦力是静摩擦力，静摩擦力等于拉力，随着拉力的增大而增大，当刚要开始滑动时达到最大静摩擦力，当整理箱运动起来后受到的是滑动摩擦力，根据滑动摩擦力是一个定值，而滑动摩擦力力略小于最大静摩擦力。故选C。二、多项选择题：每小题有多个选项符合题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9．（2020·江苏省镇江中学高三开学考试）如图所示，一木板B放在水平面上，木块A放在木板B的上面，A的右端通过一不可伸长的轻绳固定在直立墙壁上，用力F向左拉动木板B，使它以速度v做匀速运动，这时轻绳的张力为FT。下列说法中正确的是（）

A．木块A受到静摩擦力，方向向右B．木块A受到的滑动摩擦力大小等于FTC．若木板B以2v的速度匀速运动，则A受到的摩擦力大小等于FTD．若木板B以2v的速度匀速运动，则向左的拉力大小为2F【答案】BC【解析】A．因为两物体相对运动，所以木块A受到滑动摩擦力，方向向左。A错误；B．根据二力平衡，木块A受到的滑动摩擦力大小等于FT。B正确；C．木板运动的速度大小不影响两物体间的滑动摩擦力大小，所以A受到的摩擦力大小等于FT。C正确；D．只要木板匀速运动，则木板所受到的合力为零，所以拉力不变。D错误。故选BC。10．（2021·浙江高一期中）用如图所示装置研究摩擦力的变化规律：把木块放在水平长木板上，在弹簧测力计的指针左边轻塞一个小纸团（有一定宽度），它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块，使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是（）

A．木块开始运动前，摩擦力逐渐增大B．当拉力达到某一数值时木块开始移动，此时拉力会突然变小C．该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小D．最终小纸团的左侧位置对应的弹簧测力计的示数等于最大静摩擦力的大小【答案】ABC【解析】由题意可知，开始时木块保持不动，木块受静摩擦力，根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力，故摩擦力大小随拉力的增大而增大，而当增大拉力达到某一大小时，木块开始滑动，此时说明木块恰好达到最大静摩擦力，可以记录最大静摩擦力的大小，而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力，所以木块移动后拉力将减小，木块移动后拉力将减小，根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力。故选ABC。11．（2020·江苏省板浦高级中学高一期中）如图所示，质量为m的木块被水平推力压着，静止在竖直墙壁上，当推力F的大小增加到2F时，下列说法正确的是（）A．木块受墙面弹力的原因是由于木块发生形变B．木块所受墙面的摩擦力不变C．木块会沿墙面下滑D．木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍【答案】BD【解析】A．木块受墙面弹力的原因是由于墙面发生形变产生的，A错误；BCD．木块处于静止，推力和墙壁的弹力平衡，重力和静摩擦力平衡，摩擦力方向竖直向上；当推力增大为原来的2倍，则木块所受墙面的弹力增加到原来的2倍，但摩擦力大小始终等于重力，保持不变，而方向与重力方向相反，竖直向上，BD正确，C错误；故选BD。12．（2020·江苏泰州市·姜堰中学高一月考）如图所示，木块质量为2kg，放在水平地面上，在F=6N的水平拉力作用下向右做匀速直线运动，速度为1m/s。则下列说法中正确的是（）A．以1m/s的速度做匀速直线运动时，木块受到的摩擦力大小为6NB．当木块做匀速直线运动时，它与水平面的动摩擦因数为0.3C．当用8N的水平拉力使木块运动时，木块受到的摩擦力为8ND．将水平拉力F撤去后，木块运动得越来越慢，木块受到的摩擦力越来越小【答案】AB【解析】A．以1m/s的速度做匀速直线运动时，木块受力平衡，则F=f，则木块受到的摩擦力大小为6N，选项A正确；B．当木块做匀速直线运动时，它与水平面的动摩擦因数为选项B正确；C．当用8N的水平拉力使木块运动时，木块受到的摩擦力仍为6N，选项C错误；D．将水平拉力F撤去后，木块运动得越来越慢，木块受到的摩擦力不变，选项D错误。故选AB。三、非选择题13．（2020·上海市晋元高级中学高一月考）如图甲所示，一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为5kg的木箱，木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示，g取10m/s2，木箱所受的最大静摩擦力为___________N，木箱与地面间的动摩擦因数为___________。【答案】210.4【解析】[1]由图可知，木箱所受的最大静摩擦力为21N；[2]木箱与地面间的滑动摩擦力为20N，则动摩擦因数14．（2020·上海市复旦中学高一期中）如图所示，力G=100N的物体，在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动，同时受到大小为20N，方向向右的水平力F的作用，则物体所受摩擦力的大小为________N，合力大小为________N。【答案】1030【解析】[1]物体所受摩擦力的大小为[2]力F与摩擦力f同向，则合力大小为15．（2020·北京高二学业考试）某同学利用图所示的装置研究物块与木板之间的摩擦力。实验台上固定一个力传感器，传感器用细线拉住物块，物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉动木板，传感器记录的F-t图像如图所示。从F-t图像可以看出在1.0~1.2s时间内，物块与木板之间的摩擦力是_________（选填“静摩擦力”或“滑动摩擦力”），物块与木板之间的滑动摩擦力大小约为_________N。【答案】静摩擦力2.0【解析】[1]1.0~1.2s时间内，木板还未拉动，摩擦力随外力的增大逐渐增大，物块与木板之间是静摩擦力。[2]木板运动过程，物块与木板之间的滑动摩擦力与细绳拉力大小相等，由图中数据可知，滑动摩擦力大小约为2.0N。16．（2021·山东高三专题练习）实验桌上放有小木块、长木板、轻弹簧、毫米刻度尺、细线等，物理兴趣小组的同学们设计了一个实验，间接测量小木块与长木板间的动摩擦因数。实验步骤如下：（1）如图甲将弹簧竖直悬挂，用刻度尺测出弹簧的长度（2）在图甲的基础上，将小木块挂在弹簧下端（如图乙），用刻度尺测出弹簧的长度__。（3）将长木板固定在水平面上，如图丙，用弹簧拉着小木块__（选填“水平匀速运动”或“水平加速运动”，测出此时弹簧的长度。（4）根据上面的操作，可以得出小木块与长木板间的动摩擦因数__（结果保留两位有效数字）。【答案】8.70水平匀速运动0.44【解析】(2)[1]将小木块挂在弹簧下端（如图乙），用刻度尺测出弹簧的长度。(3)[2]将长木板固定在水平面上，如图丙，用弹簧拉着小木块水平匀速运动，则木块所受的滑动摩擦力与弹簧的拉力大小相等。(4)[3]小木块竖直悬挂时，根据胡克定律有用弹簧水平匀速拉小木块时，由平衡条件和胡克定律有小木块与长木板间的动摩擦因数联立得17．（2021·浙江高一月考）如图所示。水平地面上有一重的物体，物体受到一个水平向右、大小为的拉力F作用，物体与地面之间的动摩擦因素为0.2，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求物体对地面的摩擦力的大小和方向。【答案】10N；水平向右【解析】物体受到的最大静摩擦力为因为所以，物体不