高中物理必修1：第3章 第3节同步练习及解析

高中物理必修1：第3章 第3节同步练习及解析

高中物理必修一同步练习及解析1．下列关于摩擦力的说法正确的是(　　)A．摩擦力的方向总与物体的运动方向相反B．摩擦力的大小与相应的正压力成正比C．运动着的物体不可能受静摩擦力作用，只能受滑动摩擦力作用D．静摩擦力的方向与接触物体相对运动趋势的方向相反解析：选D.摩擦力的方向与物体的运动方向可以相同也可以相反，故A错，静摩擦力的方向总是与物体间相对运动趋势的方向相反，故D对，静摩擦力存在于相对静止的物体间，物体可以是静止的，也可以是运动的，故C错，滑动摩擦力大小与正压力成正比，静摩擦力与正压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比，故B错．2．(2012·南京实验国际学校高一期末)下列有关滑动摩擦力的说法中，正确的是(　　)A．有压力一定有滑动摩擦力B．有滑动摩擦力一定有压力C．滑动摩擦力总是与接触面上的压力垂直D．只有运动物体才受滑动摩擦力解析：选BC.产生滑动摩擦力的条件有四个：相互接触、挤压、接触面粗糙、发生相对滑动，四者缺一不可．由产生滑动摩擦力的条件可知，A选项错，B选项正确．滑动摩擦力方向与接触面相切，而压力垂直于接触面，所以滑动摩擦力方向跟接触面所受压力垂直，C选项正确．如擦黑板时，黑板是静止的，但相对黑板擦是运动的，也受滑动摩擦力，所以关键是“相对运动”，故D选项错误．3．在机场、海港、粮库，常用输送带运送旅客、货物和粮食等，如图3－3－6所示，当行李箱随传送带一起匀速运动时，下列关于行李箱受力的说法中正确的是(　　)图3－3－6A．行李箱所受的摩擦力方向沿传送带向上B．行李箱所受的摩擦力方向沿传送带向下C．因为行李箱与传送带之间相对静止，所以行李箱不受摩擦力的作用D．因为行李箱与传送带一起匀速运动，所以行李箱受滑动摩擦力答案：A4．如图3－3－7所示，在μ＝0.1的水平面上向右运动的物体，质量为20kg，在运动过程中，还受到一个方向向左的大小为10N的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g＝10m/s2)(　　)图3－3－7A．10N，向右　　　　　　B．10N，向左C．20N，向右D．20N，向左解析：选D.F＝μFN＝μmg＝0.1×20×10N＝20N，方向水平向左，应选D.5.如图3－3－8所示，一个质量为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质量为m0＝0.1kg的小桶相连，已知：M受到的最大静摩擦力Fm＝4.5N，滑轮上的摩擦不计，g＝10N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小．5 图3－3－8(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的砂子时．(4)只在桶内加入m2＝0.5kg的砂子时．解析：(1)因为m0g＝1NFm，故M运动，受到滑动摩擦力作用，由公式得F4＝μFN＝μMg＝4N.答案：(1)1N　(2)1N　(3)4.3N　(4)4N一、单项选择题1．关于动摩擦因数(即滑动摩擦力和弹力的比值)，下列说法中正确的是(　　)A．动摩擦因数与正压力成正比B．相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大C．动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关D．动摩擦因数与正压力、接触面积有关，但具体关系不能确定解析：选C.动摩擦因数与接触面的情况有关，如接触面的粗糙程度、两接触面的材料等，与接触面的面积大小、压力大小均无关，故C对，A、B、D都错．图3－3－92．(2012·揭阳华侨中学高一期中)如图3－3－9所示是一主动轮A通过皮带带动从动轮B的示意图，主动轮的转动方向为顺时针方向，则关于主动轮上M点受到的静摩擦力方向和从动轮上N点受到的静摩擦力方向的判断正确的是(　　)A．向下，向上　　　　　　B．向下，向下C．向上，向下D．向上，向上解析：选B.主动轮、从动轮、皮带之间的传动关系为：主动轮先转，带动皮带运转，皮带又带动从动轮运转．在主动轮上的M点，假设接触面光滑，轮子相对于皮带有向上运动的趋势，故皮带给轮子向下的静摩擦力，同时轮子给皮带一个向上的静摩擦力，此力拉动皮带运动．在从动轮上的N点，假设接触面光滑，轮子相对传送带有向上运动的趋势，则皮带给从动轮一个向下的静摩擦力，从动轮在该静摩擦力的作用下转动．故选项B正确．3．运动员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑时，运动员所受的摩擦力分别为F1和F2，那么(　　)A．F1向下，F2向上，且F1＝F2B．F1向下，F2向上，且F1＞F2C．F1向上，F2向上，且F1＝F2D．F1向上，F2向下，且F1＝F2解析：选C.运动员向上、向下都是匀速运动，且只受重力和摩擦力的作用，由二力平衡知，运动员所受的摩擦力总是向上，大小等于其重力．故选项C正确．4.5 图3－3－10把一个重为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如图3－3－10所示，从t＝0开始物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系是(　　)图3－3－11解析：选B.由于物体受的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的压力FN＝kt.当F比较小时，物体所受的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，由公式可得，滑动摩擦力大小Ff＝μkt.当摩擦力Ff大小等于重力G时，由于惯性作用，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力．随着正压力的增大，摩擦力将大于重力．物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡．二、双项选择题图3－3－125．用手握住一个油瓶，使瓶在竖直方向保持静止，如图3－3－12所示，下列说法正确的是(　　)A．油瓶受到的静摩擦力等于其重力B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大C．油瓶质量不变，则受到的摩擦力一定D．油瓶受到的摩擦力与手对它的压力成正比解析：选AC.油瓶受到的摩擦力为静摩擦力，可用二力平衡知识求解，油瓶在竖直方向上受到重力和静摩擦力的作用，是一对平衡力，故摩擦力应与重力等大反向，故A、C正确，B、D错误．图3－3－136．如图3－3－13所示，水平地面上的L形木板M上放着小木块m，M与m间有一个处于压缩状态的弹簧，整个装置处于静止状态，下列说法正确的是(　　)A．M对m的摩擦力方向向右B．M对m的摩擦力方向向左C．地面对M的摩擦力方向向右D．地面对M无摩擦力的作用解析：选AD.在弹簧弹力作用下，m相对M有向左运动趋势，所以M对m的摩擦力向右，A对B错；m与M(包括弹簧)看做一个整体，没有相对地面运动趋势，故地面对M无摩擦力，C错D对．7.图3－3－145 一根质量为m、长为L的均匀长方木条放在水平桌面上，木条与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平力F推木条，当木条经图3－3－14所示位置时，桌面对它的摩擦力(　　)A．大小为μmg　　　　　　　B．大小为μmgC．大小为μmgD．与接触面积无关解析：选AD.压力仍为FN＝mg，∴Ff＝μmg.故A对．摩擦力大小与接触面积无关，D正确．8．(创新题)自行车在平直公路上匀速前进时，前后轮所受摩擦力的方向(　　)A．都向后B．都向前C．前轮向后D．后轮向前解析：选CD.自行车匀速前进时，由于人通过链条给后轮一个力，使后轮顺时针转动，设轮与地面接触处光滑，则轮应加速顺时针转动，说明轮有相对地面向后转动的趋势，由于静摩擦力的方向与物体的运动趋势方向相反，故后轮所受静摩擦力F静的方向向前；前轮转动是由于前轮受到力的作用，若前轮与地面接触处光滑，则前轮就不会转动，故前轮相对地面有向前运动的趋势，其所受摩擦力向后．9.图3－3－15如图3－3－15所示，物体A、B放在物体C上，水平力F作用于A，使A、B、C一起匀速运动，各接触面间的摩擦力的情况是(　　)A．A对C有向左的摩擦力B．C对B有向左的摩擦力C．物体C受到三个摩擦力的作用D．C对地面有向左的摩擦力解析：选AD.以整体为研究对象，地面应对C有向右的摩擦力与F达到二力平衡，由于力的作用是相互的，C对地面有向左的摩擦力，D正确；以A为研究对象，C对A应有向右的摩擦力与F达到二力平衡，而A对C有向左的摩擦力，A正确；以B为研究对象，C对B没有摩擦力，因为如果有摩擦力的话，找不到它的平衡力，B错误．物体C受到水平面及A对它的两个摩擦力作用，C错误．三、非选择题10．一条纸带(质量不计)夹在书本内，书对纸带的压力为2N，纸带与书之间的动摩擦因数为0.4，要将纸带从书本中匀速拉出来，拉力应为多少？解析：纸带两面都有摩擦力，故Ff＝Ff1＋Ff2，Ff1＝Ff2＝μFN＝0.8N，所以F＝Ff＝1.6N.答案：1.6N11．在图3－3－16中，若两物体的重力分别为GA＝20N，GB＝40N，A、B间动摩擦因数μ1＝0.2，B与地面间动摩擦因数μ2＝0.4，用力F作用在B上后，A、B间及B与地面间都发生了相对滑动．求各接触面间摩擦力的大小．图3－3－16解析：根据F＝μFN得，A、B间的滑动摩擦力大小为F1＝μ1GA＝0.2×20N＝4NB与地面间的滑动摩擦力大小为F2＝μ2(GA＋GB)＝0.4×(20＋40)N＝24N.答案：A、B间摩擦力为4N，B与地面间摩擦力为24N12．用劲度系数为k＝490N/m的弹簧沿水平方向拉一木板，在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧的长度为12cm.若在木板上放一质量为55 kg的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度变为14cm，试求木板与水平桌面间的动摩擦因数．解析：当只有木板在水平桌面上时，木板与桌面间的弹力FN1＝m木g，弹簧的拉力F1＝μFN1①而F1＝kx1②当木板上放一质量为Δm＝5kg的物体时，木板与桌面间的弹力FN2＝(m木＋Δm)g，弹簧的拉力F2＝μFN2③而F2＝kx2④由③－①并将②④式代入得：μ＝＝0.2.答案：0.25