【物理】2020届一轮复习人教版 摩擦力 课时作业
3 摩擦力
1.(对静摩擦力的理解)关于静摩擦力与弹力的关系,下列说法正确的是( )
A.有弹力一定有静摩擦力
B.有静摩擦力一定有弹力
C.弹力越大,静摩擦力越大
D.静摩擦力越大,弹力一定越大
答案 B
解析 静摩擦力的产生条件之一是接触面间有弹力,但还需另两个条件同时具备,即接触面粗糙和物体间存在相对运动趋势,才会有静摩擦力,所以说,有静摩擦力一定有弹力,但有弹力不一定有静摩擦力,A错、B对.静摩擦力大小与弹力大小无关,C、D错.
2.(对滑动摩擦力的理解)装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图7所示,则在匀速拖出的过程中( )
图7
A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小
B.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,拉力逐渐减小
C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小
D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,支持力也不变,因而工人的拉力也不变
答案 D
解析 匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间,物体的重心在台面上,故物体对台面的压力不变,故物体受到的支持力不变,C错误;而在拉动过程中动摩擦因数不变,由F=μFN可知摩擦力是不变的,A、B错误;因为物体做匀速直线运动,摩擦力不变,所以工人的拉力是不变的,D正确.
3.(静摩擦力大小及计算)(多选)如图8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( )
图8
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
答案 BC
解析 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.
4.(摩擦力的大小计算)质量为2 kg的物体静止在水平地面上,如图9所示,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平推力F.(取g=
10 N/kg)
图9
(1)当推力大小为5 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)当推力大小为12 N时,地面对物体的摩擦力是多大?
(3)物体运动过程中突然把推力去掉,此时地面对物体的摩擦力是多大?
答案 (1)5 N (2)10 N (3)10 N
解析 在地面上,FN=mg,则滑动摩擦力(即最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax=μFN=μmg=0.5×2×10 N=10 N.
(1)当推力F=5 N时,F
Fmax,物体滑动.则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑=μFN=μmg=10 N.
(3)物体运动过程中突然把推力去掉,地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力,其大小F滑′=
10 N.
课时作业
一、选择题(1~10为单项选择题,11~12为多项选择题)
1.关于静摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻力
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
答案 C
解析 由于静摩擦力产生在彼此直接接触且相互挤压、接触面粗糙又有相对运动趋势的物体之间,所以A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,也可能与运动方向相同,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小随物体所受正压力的变化而变化,因此D错误.
2.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.压力越大,滑动摩擦力越大
B.压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大
D.动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力越大
答案 D
解析 由滑动摩擦力计算式F=μFN知,两物体间滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数μ及压力FN有关,与接触面积及两物体间的相对运动速度无关.
3.关于由滑动摩擦力公式推出的μ=,下列说法中正确的是( )
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.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比,与正压力FN成反比
D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定
答案 D
解析 动摩擦因数取决于相互接触的两个物体,由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与接触面的面积大小无关,与正压力及摩擦力无关,选项A、B、C错误,D正确.
4.一物体置于粗糙水平地面上,按图1所示不同的放法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接触面间的动摩擦因数相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是( )
图1
A.F甲>F乙>F丙 B.F乙>F甲>F丙
C.F丙>F乙>F甲 D.F甲=F乙=F丙
答案 D
解析 滑动摩擦力F=μFN,滑动摩擦力与接触面的动摩擦因数和弹力有关,三种情况下μ相同,FN也相等,故三种情况下的滑动摩擦力相等.
5.如图2所示,
图2
质量为m的木块放在粗糙的水平地面上,木块与地面间的动摩擦因数为0.5,水平推力F作用于木块上,但未把木块推动,则在选项图中反映木块受到的静摩擦力Ff随水平推力F变化的关系图线是( )
答案 A
解析 推而未动,故摩擦力Ff=F,所以A正确.
6.一只盒子在粗糙桌面上减速滑行,此过程中盒子( )
A.受到静摩擦力,大小保持不变 B.受到静摩擦力,大小不断减小
C.受到滑动摩擦力,大小保持不变 D.受到滑动摩擦力,大小不断减小
答案 C
解析 由F=μFN知,滑动摩擦力与速度无关.
7.水平桌面上一重为200 N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )
A.15 N、30 N、40 N B.15 N、30 N、80 N
C.0、0、40 N D.40 N、40 N、40 N
答案 A
解析 因最大静摩擦力等于滑动摩擦力,故最大静摩擦力Fmax=μmg=0.2×200 N=40 N;当拉力为15 N和30 N时,物体处于静止,摩擦力分别等于15 N、30 N;当拉力为80 N时,拉力大于最大静摩擦力,物体发生滑动,受到的是滑动摩擦力,F=μmg=0.2×200 N=40 N,选项A正确.
8.如图3甲所示,小孩用50 N的水平力推木箱不动,木箱此时受到的摩擦力大小为F1;如图乙所示,小孩用60 N的水平力恰能推动木箱,此时木箱与地面间的摩擦力大小为F2;如图丙所示,小孩把木箱推动了,此时木箱与地面间摩擦力大小为F3.若木箱对地面的压力大小为100 N,木箱与地面间的动摩擦因数为μ=0.55,则F1、F2、F3的大小分别为( )
图3
A.0 N、60 N、55 N B.50 N、60 N、55 N
C.50 N、55 N、60 N D.50 N、55 N、55 N
答案 B
解析 题图甲中,推木箱不动,静摩擦力与推力平衡,故F1=50 N;题图乙中,用60 N的水平力恰能推动木箱,故静摩擦力达到最大值,即F2=60 N;题图丙中,小孩把木箱推动了,受滑动摩擦力,大小为F3=μFN=0.55×100 N=55 N.选项B正确.
9.如图4所示,用大小为100 N的握力握住一个重为40 N的瓶子.瓶子竖直,始终处于静止状态.已知手掌与瓶子间的动摩擦因数μ=0.5,则( )
图4
A.瓶子受到的摩擦力大小为40 N
B.瓶子受到的摩擦力大小为50 N
C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将成正比增大
D.当握力持续减小时,瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
答案 A
解析 瓶子重力为40 N,处于静止状态,则瓶子受到的摩擦力大小等于重力,为40 N.故A正确,B错误;当握力再增大时,瓶子受到的重力不变,也就是摩擦力不变.故C错误;当握力逐渐减小时,导致瓶子的最大静摩擦力减小,但只要物体仍处于静止,则摩擦力大小不变.故D错误.
10.如图5所示,物体在F=100 N、方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右运动.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,物体质量m=5 kg,可知物体所受摩擦力为(g=
10 m/s2)( )
图5
A.10 N,水平向左 B.10 N,水平向右
C.20 N,水平向左 D.20 N,水平向右
答案 A
解析 物体相对地面运动,故物体受到的是滑动摩擦力,则摩擦力的大小为Ff=μFN=μmg=0.2×5×10 N=10 N;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,故摩擦力方向水平向左,故A正确.
11.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.无论是静摩擦力还是滑动摩擦力,均跟正压力有关
B.静摩擦力跟平行于接触面的外力大小有关
C.正压力增大,静摩擦力有可能不变
D.静摩擦力的大小跟接触面粗糙程度有关
答案 BC
解析 滑动摩擦力的大小跟正压力成正比,静摩擦力由平行于接触面的外力和平衡条件决定,而不是决定于正压力和接触面的粗糙程度,B、C正确.
12.如图6所示,为倾斜的皮带传送装置.关于传送带上的物体所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
图6
A.若传送带静止,物体也静止,则物体受到沿传送带向上的静摩擦力
B.若传送带静止,物体也静止,则物体受到沿传送带向下的静摩擦力
C.若传送带顺时针匀速转动,物体随传送带一起向上做匀速运动,则物体受到沿传送带向上的静摩擦力
D.若传送带顺时针匀速转动,物体随传送带一起向上做匀速运动,则物体受到沿传送带向上的滑动摩擦力
答案 AC
解析 物体静止在静止的传送带上时,或物体随传送带一起向上匀速运动的过程中,都具有沿传送带下滑的趋势,所以物体均受到沿传送带向上的静摩擦力作用.
二、非选择题
13.如图7甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1时间木块静止;木块运动后改变拉力大小,使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态.计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线.则:当用F=5.3 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为________N;若用F=5.8 N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为________N.
图7
答案 5.3 5.1
解析 当用F=5.3 N
的水平拉力拉静止的木块时,木块所受静摩擦力大小等于拉力大小,即为5.3 N;若用F=5.8 N的水平拉力拉木块,木块所受滑动摩擦力大小为5.1 N.
14.重为100 N、长为L=2 m的均匀木棒放在水平桌面上,如图8甲所示,至少要用35 N的水平推力,才能使它从原地开始运动.木棒从原地移动以后,用30 N的水平推力,就可以使木棒继续做匀速运动.求:
图8
(1)木棒与桌面间的最大静摩擦力Fmax.
(2)木棒与桌面间的动摩擦因数μ.
(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5 m露出桌面时,如图乙所示,水平推力的大小F.
(4)当撤去推力后,木棒减速向右运动(露出桌面的长度小于1 m)的过程中,受到的摩擦力大小.
答案 (1)35 N (2)0.3 (3)30 N (4)30 N
解析 (1)木棒从原地开始运动必须克服最大静摩擦力,所以Fmax=F1=35 N.
(2)推力F2与滑动摩擦力相等时,木棒做匀速运动,所以F2=μmg,μ===0.3.
(3)当水平推力使木棒匀速运动至木棒有0.5 m露出桌面时,水平推力等于此时的滑动摩擦力,而滑动摩擦力与接触面的面积大小无关,则滑动摩擦力F=μFN=μmg不变,所以F=30 N.
(4)滑动摩擦力的大小与速度无关,大小仍为30 N.