2024-2025学年高中物理第二章力第四节摩擦力课时作业含解析教科版必修1

PAGEPAGE8课时作业12摩擦力时间：45分钟一、单项选择题1．如图所示，有一块质量为m的砖块，它的长、宽、高分别为25cm、15cm、8cm，当它平放、侧放和竖放在平面上用水平力拉动砖块时，砖块所受到的摩擦力分别为Ff1、Ff2、Ff3，则它们的大小关系为(B)A．Ff1>Ff2>Ff3 B．Ff1＝Ff2＝Ff3C．Ff1<Ff2<Ff3 D．无法比较解析：由于三种状况下砖块对地面的压力都等于砖块的重力，且它们与地面的动摩擦因数是相同的，依据公式Ff＝μFN可知三种状况下物体所受到的滑动摩擦力大小相同，故选项B正确．2．如图所示，物体放在水平桌面上，在水平方向上共受三个力作用，即F1、F2和摩擦力作用，物体处于静止状态，其中F1＝10N，F2＝2N，若撤去F1，物体仍静止不动，则物体受到的摩擦力是(C)A．8N，方向向右B．8N，方向向左C．2N，方向向右D．2N，方向向左解析：在未撤去F1之前，物体所受静摩擦力为8N，因此当撤去F1后，F2不足以推动物体，因此静摩擦力为2N，方向向右，C正确．3．如图所示，将一张A4纸(质量可忽视不计)夹在物理书内，书对A4纸的压力为3N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(B)A．0.9N B．1.8NC．3N D．3.6N解析：A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，则Ff＝2μFN＝2×0.3×3N＝1.8N，当拉力等于摩擦力时，拉力最小，所以有F＝1.8N，选项B正确．4．如图所示，一木板B放在水平地面上，木块A放在B的上面，A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上，用力F向左拉B，使B以速度v向左匀速运动，这时弹簧的拉力为FT，则下面说法中正确的是(D)A．木板B所受地面的滑动摩擦力的大小等于FTB．地面受到的滑动摩擦力的大小等于FTC．若木板以2v的速度运动，木块受到的摩擦力大小为2FTD．若用2F的力作用在木板B上，木块受到的摩擦力大小仍为FT解析：A、B发生相对滑动，则A、B间有滑动摩擦力．由于B对A的弹力不变，故A、B间的滑动摩擦力不变，与B的运动速度无关，选项C错误；当拉力为2F时，由水平方向上二力平衡条件知，弹簧的拉力FT不变，选项D正确；对B探讨，地面对B的弹力不变，与B的运动速度无关，地面受滑动摩擦力大小为F－FT，B对A摩擦力大小力FT，不能确定两者的大小关系．5．如图所示，质量均为m的a、b两物体，放在两固定的水平挡板之间，物体间用一竖直放置的轻弹簧连接，在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是(C)A．a物体对下面挡板的压力大小可能为2mgB．a物体所受摩擦力的大小为FC．b物体所受摩擦力的大小为FD．弹簧对b物体的弹力大小可能等于mg解析：在b物体上施加水平拉力F后，两物体始终保持静止状态，则b物体受到接触面的静摩擦力，因此它们之间肯定存在弹力，则弹簧的弹力大于b物体的重力，由整体法可知，a物体对下面挡板的压力大小大于2mg，选项A、D错误，C正确；依据摩擦力产生的条件可知，a物体没有相对运动的趋势，则没有受摩擦力作用，选项B错误．二、多项选择题6．在下列各种现象中，静摩擦力起作用的是(ACD)A．纱线织成布，把布缝成衣服B．物块在水平传送带上随传送带一起做匀速运动C．皮带运输机将物块无滑动地运往高处D．握在手中的瓶子不会滑落解析：纱线织成布，把布缝成衣服，靠的是纱线之间静摩擦力的作用，A项正确；物块在水平传送带上随传送带一起做匀速运动，可由假设法推断知物块在水平方向不受摩擦力的作用，B项错误；皮带运输机将物块运往高处也是静摩擦力作用的结果，摩擦力的方向与物块运动的方向相同，C项正确；握在手中的瓶子不会滑落，是靠手与瓶子之间静摩擦力的作用，当握力增大时，摩擦力不变，D项正确．7．如图甲所示，通过力传感器拉动静止在水平桌面上的木块A，拉力F随时间t变更的关系如图乙所示，下列说法正确的是(BD)A．物体A所受的滑动摩擦力等于F1B．物体A所受的滑动摩擦力等于F2C．物体A所受的最大静摩擦力等于F2D．t1时刻物体A起先运动解析：当物体拉力不变时，依据拉力与滑动摩擦力平衡知，滑动摩擦力的大小为F2，选项A错误，选项B正确；当物体刚起先运动时，拉力大小为F1，最大静摩擦力为F1，选项C错误；在t1时刻物体A起先运动，选项D正确．8．如图是某小组同学为探讨滑动摩擦因数所设计的试验装置．其中A为一质量为m′的长直木板，B为木板上放置的质量为m的木块，Q为木块右端连接的一弹簧测力计．试验时用力将A从B的下方抽出，通过Q的读数即可测出动摩擦因数．若试验条件较为志向，则(BC)A．只有将木板A匀速抽出才能从Q上读取稳定读数B．将木板A加速、减速或匀速抽出均能从Q上读取稳定读数C．通过该方法可测得A与B之间的动摩擦因数D．通过该方法可测得A与地面之间的动摩擦因数解析：用力将A从B的下方抽出达到稳定状态时，在水平方向上B所受的滑动摩擦力与弹簧测力计的拉力平衡，依据滑动摩擦力公式Ff＝μFN可知，滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关，与A的速度无关，无论木板A是匀速直线运动还是变速直线运动，都不会变更木块受到的摩擦力的大小，最终木块总是静止的，均能从Q上读取稳定读数，故选项A错误，选项B正确；当B达到稳定状态时处于静止状态，弹簧测力计的读数F与B所受的滑动摩擦力Ff大小相等，B对木块A的压力大小等于B的重力mg，由Ff＝μFN得，μ＝eq\f(F,mg)，从Q上读取F，则可求得μ，故选项C正确，选项D错误．三、非选择题9．某同学利用弹簧测力计测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ，详细操作如下：(1)如图甲、乙是两种试验设计方案，请完成横线上的空白部分．方案一：如图甲所示，木板B静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉木块A，使木块A向右匀速运动，读出此时弹簧测力计的读数F，再用弹簧测力计测出木块A的重力G，由平衡条件可知，滑动摩擦力Ff＝F，A、B间的正压力FN＝G，所以动摩擦因数μ＝eq\f(F,G).方案二：如图乙所示，将弹簧测力计C的吊环套在直立固定在桌边的铁钉D上，挂钩端与木块A相连，用力F拉拉放在桌面上的木板B，使其缓慢向右运动．A相对地面静止时，A受的滑动摩擦力等于弹簧的拉力(A在B上相对B向左滑动)．读出此时C的读数F，即为A所受的滑动摩擦力f.用C测出A的重力G，则A、B间的动摩擦因数μ＝eq\f(F,G).(2)从实际操作考虑，你认为上述哪种方案更可行？答案：见解析(3)若只给你一把直尺、一根橡皮筋和一些轻绳，你能否测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ？答案：见解析解析：(1)方案一中，A匀速向右滑动时，由二力平衡知Ff＝F，A对B的正压力FN＝G，则μ＝eq\f(F,G)；同理，方案二中μ＝eq\f(F,G).(2)在方案一中，弹簧测力计对木块A的拉力只有在木块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证木块A匀速前进；而在其次种方案中，不论木板B如何运动，木块A总是处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于木块A所受滑动摩擦力的大小，故其次种方案更切实可行．(3)可以．试验方法及步骤如下：①将橡皮筋的两端拴上两条轻绳，并用直尺测出橡皮筋的原长l0；②橡皮筋一端的轻绳连接木块A，另一端的轻绳竖直悬挂起来，如图所示，测出此时橡皮筋的长度l1；③将橡皮筋的一端固定于竖直墙上，将木块A放在木板B上，如图所示，用水平力使木板B在木块A下滑动，测出此时橡皮筋的长度l2；④依据二力平衡原理得k(l1－l0)＝mg，k(l2－l0)＝μmg，由此可得μ＝eq\f(l2－l0,l1－l0).10．如图所示，一个m＝2kg的物体放在μ＝0.2的粗糙水平面上，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只m0＝0.1kg的小桶相连．已知m受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5N，滑轮上的摩擦不计，g取10N/kg，求在以下状况中，m受到的摩擦力的大小．(1)只挂m0，处于静止状态时；(2)只挂m0，但在m上再放一个m′＝3kg的物体时；(3)只在桶内加入m1＝0.33kg的沙子时；(4)只在桶内加入m2＝0.5kg的沙子时．答案：(1)1N(2)1N(3)4.3N(4)4N解析：(1)因为m0g＝1N<Fmax，m处于静止状态，所以受静摩擦力作用，由二力平衡得F1＝m0g＝1N.(2)在m上再放一个m′＝3kg的物体，m仍静止，故受静摩擦力F2＝F1＝m0g＝1N.(3)因为(m0＋m1)g＝4.3N<Fmax，故m处于静止状态，所受静摩擦力F3＝(m0＋m1)g＝4.3N.(4)因为(m0＋m2)g＝6N>Fmax，故物体m运动，受到滑动摩擦力作用，由公式知F4＝μFN＝μmg＝4N.11．质量为3.0kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3N时，木箱做匀速运动，求：(1)木箱与地面间的动摩擦因数；(2)木箱在8.0N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；(3)木箱在12.0N的水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小．答案：(1)0.35(2)8.0N(3)10.3N解析：(1)当拉力F2＝10.3N时，木箱匀速运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff2，依据二力平衡条件有Ff2＝F2＝10.3N.木箱放在水平地面上，则木箱对地面压力大小等于木箱重力，即FN＝mg.依据滑动摩擦力公式F＝μFN，则木箱与地面之间的动摩擦因数为μ＝eq\f(Ff2,FN)＝eq\f(10.3,3×9.8)≈0.35.(2)当拉力F1＝8.0N时，木箱静止，木箱在水平方向所受到的静摩擦力Ff1与F1是一对平衡力，则有Ff1＝F1＝8.0N.(3)当拉力F3＝12.0N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力．则可知，Ff3＝Ff2＝10.3N.12．如下图所示，传送带上的物体随水平传送带一起以速度v1向右运动，当遇到与传送带垂直的光滑挡板AB后，工人便将物体用平行于挡板的水平力F匀速拖下传送带，其速度大小为v2.试分析：(1)物体未到达挡板时的受力状况．(2)到达挡板后，未加拉力F时物体的受力状况．(3)物体受到拉力F时的受力状况，画出物体在水平方向受力的示意图．答案：见解析解析：(1)物体随传送带一起匀速运动时，水平方向不受摩擦力作用，受力分析如图(1)所示．(2)物体遇到挡板后便停止运动，但物体相对于传送带仍在运动，运动的方向与传