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2019-2020年高中物理 題組訓(xùn)練 3.4摩擦力 新人教版必修1
題組一 對(duì)靜摩擦力的理解
1.關(guān)于靜摩擦力的說法,下列正確的是( )
A.靜摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反
B.靜摩擦力的方向總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反
C.最大靜摩擦力的大小略大于滑動(dòng)摩擦力的大小
D.正壓力越大,靜摩擦力越大
解析 靜摩擦力的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向相同,也可能與運(yùn)動(dòng)方向相反,總是與物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,故A錯(cuò)誤,B正確.根據(jù)最大靜摩擦力的概念可知,靜摩擦力略大于滑動(dòng)摩擦力,故C正確.正壓力越大,最大靜摩擦力越大,而靜摩擦力與正壓力無關(guān),故D錯(cuò)誤.故選B、C.
答案 BC
圖349
2.如圖349所示,兩塊木板緊緊夾住木塊,一直保持靜止,木塊重為30 N,木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2.若左右兩端的壓力F都是100 N,則每塊木板對(duì)木塊的摩擦力大小和方向是( )
A.30 N,方向向上 B.20 N,方向向上
C.40 N,方向向下 D.15N,方向向上
解析 木塊相對(duì)木板相對(duì)靜止,受到重力作用有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以受到的摩擦力是靜摩擦力,兩塊木板對(duì)它的靜摩擦力的合力與重力等大反向,都為15 N,豎直向上.
答案 D
3.(xx~xx河北高一期中)在中學(xué)秋季田徑運(yùn)動(dòng)會(huì)上,高一2班李好同學(xué)奮力拼搏,勇奪男子100 m冠軍,圖3410為該同學(xué)奔跑途中的兩個(gè)瞬間,用f1、f2分別表示該同學(xué)在圖甲、乙兩瞬間所受到的摩擦力,則關(guān)于f1、f2的方向,以下說法正確的是( )
圖3410
A.f1向后,f2向后 B.f1向前,f2向前
C.f1向前,f2向后 D.f1向后,f2向前
解析 當(dāng)該同學(xué)奔跑途中,后腳用力向后蹬,人才向前運(yùn)動(dòng),正是由于地面給后腳有個(gè)向前的靜摩擦力,使運(yùn)動(dòng)員能向前運(yùn)動(dòng).而當(dāng)前腳向前跨時(shí),正是由于地面給前腳有個(gè)向后的靜摩擦力,否則運(yùn)動(dòng)員會(huì)向前滑動(dòng).所以前腳受到地面的向后靜摩擦力.
答案 C
題組二 對(duì)滑動(dòng)摩擦力的理解
4.關(guān)于動(dòng)摩擦因數(shù)(即滑動(dòng)摩擦力和彈力的比值),下列說法中正確的是( )
A.動(dòng)摩擦因數(shù)與正壓力成正比
B.相同的條件下,接觸面積越大,動(dòng)摩擦因數(shù)越大
C.動(dòng)摩擦因數(shù)只與接觸面的粗糙程度、相互接觸的物體的材料有關(guān)
D.動(dòng)摩擦因數(shù)與正壓力、接觸面積有關(guān),但具體關(guān)系不能確定
解析 動(dòng)摩擦因數(shù)與接觸面的情況有關(guān),如接觸面的粗糙程度、兩接觸面的材料等,與接觸面的面積大小、壓力大小均無關(guān),故C對(duì),A、B、D都錯(cuò).
答案 C
圖3411
5.如圖3411所示,A為粗糙長(zhǎng)木板,在水平面以速度v1向右運(yùn)動(dòng),物塊B在木板A的上面以速度v2向右運(yùn)動(dòng),下列判斷正確的是( )
A.若是v1=v2,A、B之間無滑動(dòng)摩擦力
B.若是v1>v2,B受到了A所施加向右的滑動(dòng)摩擦力
C.若是v1
v2,A受到了B所施加向左的滑動(dòng)摩擦力
解析 若A、B速度不相等,兩者之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),滿足滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生的條件,具有滑動(dòng)摩擦力,若速度相等,則沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),所以不存在摩擦力.
答案 ABD
圖3412
6.運(yùn)動(dòng)員用雙手握住豎直的竹竿勻速攀上和勻速下滑時(shí),運(yùn)動(dòng)員所受的摩擦力分別為F1和F2,那么( )
A.F1向下,F(xiàn)2向上,且F1=F2
B.F1向下,F(xiàn)2向上,且F1>F2
C.F1向上,F(xiàn)2向上,且F1=F2
D.F1向上,F(xiàn)2向下,且F1=F2
解析 運(yùn)動(dòng)員向上、向下都是勻速運(yùn)動(dòng),且只受重力和摩擦力的作用,由二力平衡知,運(yùn)動(dòng)員所受的摩擦力總是向上,大小等于其重力.故C正確.
答案 C
圖3413
7.如圖3413所示,物體在F=100 N,方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右運(yùn)動(dòng).已知物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,物體質(zhì)量m=5 kg,可知物體所受摩擦力為(g=10 m/s2)( )
A.10 N,水平向左 B.10 N,水平向右
C.20 N,水平向左 C.20 N,水平向右
解析 物體相對(duì)地面運(yùn)動(dòng),故物體受到的滑動(dòng)摩擦力,則摩擦力的大小為f=μFN=μmg=0.2510 N=10 N;滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,故摩擦力方向向左,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.
答案 A
題組三 綜合應(yīng)用
8.(xx四川成都期中)關(guān)于彈力與摩擦力的關(guān)系,下列說法正確的是( )
A.有彈力就一定有摩擦力
B.有摩擦力就一定有彈力
C.彈力變大摩擦力就一定變大
D.摩擦力變大彈力就一定變大
解析 物體間有彈力,還要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)以及接觸面粗糙才有摩擦力,則有彈力不一定有摩擦力,故A錯(cuò)誤;有摩擦力,物體間必定存在相互擠壓,一定有彈力,B正確;靜摩擦力的大小和彈力大小沒有關(guān)系,故C、D錯(cuò)誤.故選B.
答案 B
圖3414
9.如圖3414所示,一小孩用80 N的水平力推重力為200 N的木箱,木箱不動(dòng);當(dāng)小孩用100 N的水平力推木箱,木箱恰好能被推動(dòng).當(dāng)木箱被推動(dòng)之后,小孩只要用90 N的水平推力就可以使木箱沿地面勻速前進(jìn),以下是對(duì)上述過程作出的計(jì)算和判斷,其中正確的是( )
A.木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.45
B.木箱與地面間的最大靜摩擦力大小為90 N
C.木箱與地面間的摩擦力大小始終為80 N
D.木箱與地面間的滑動(dòng)摩擦力大小為100 N
解析 木箱沿地面勻速前進(jìn)時(shí)水平推力為F=90 N,由平衡條件得到,滑動(dòng)摩擦力大小為f=F=90 N,木箱對(duì)地面的壓力大小N=G=200 N,則木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ==0.45,故A正確,D錯(cuò)誤.當(dāng)小孩用100 N的水平力推木箱,木箱恰好能被推動(dòng),此時(shí)木箱受到的地面的靜摩擦力達(dá)到最大值,大小等于推力,即為100 N,故B錯(cuò)誤.當(dāng)木箱保持靜止時(shí),木箱所受的摩擦力隨著推力的增大而增大,當(dāng)木箱滑動(dòng)后,摩擦力大小不變,故C錯(cuò)誤.選A.
答案 A
10.(xx浙江高一期末)有一種圓珠筆,內(nèi)部有一根小彈簧.如圖3415所示,當(dāng)筆桿豎直放置時(shí),在圓珠筆尾部的按鈕上放一個(gè)200 g的砝碼,砝碼靜止時(shí),彈簧壓縮量為2 mm.現(xiàn)用這支圓珠筆水平推一本放在桌面上質(zhì)量為800 g的書,當(dāng)按鈕壓縮量為2.4 mm(未超過彈簧的彈性限度)時(shí),這本書恰好勻速運(yùn)動(dòng).試求:
圖3415
(1)筆內(nèi)小彈簧的勁度系數(shù);
(2)書與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)大?。?
解析 (1)由于砝碼處于靜止,則kx=mg,
所以有k== N/m=1 000 N/m.
(2)要使書恰好能勻速運(yùn)動(dòng),則kx′=μmg
得μ===0.3.
答案 (1)1 000 N/m (2)0.3
圖3416
11.如圖3416所示,水平面上有一重為40 N的物體,受到F1=13 N和F2=6 N的水平力的作用而保持靜止.已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,求:
(1)物體所受的摩擦力的大小與方向;
(2)當(dāng)只將F1撤去,物體受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若撤去的力不是F1而是F2,則物體受到的摩擦力大小和方向又如何?
解析 最大靜摩擦力fmax=f0=μG=0.240 N=8 N.
(1)因?yàn)镕1-F2fmax,所以物體所受的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,且f3=μG=8 N,方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,水平向右.
答案 見解析
圖3417
12.如圖3417所示一個(gè)M=2 kg的物體放在μ=0.2的粗糙水平面上,用一條質(zhì)量不計(jì)的細(xì)繩繞過定滑輪和一只m0=0.1 kg的小桶相連,已知:M受到的最大靜摩擦力Fmax=4.5 N,滑輪上的摩擦不計(jì),g取10 N/kg,求在以下情況中,M受到的摩擦力的大?。?
(1)只掛m0處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí).
(2)只掛m0但在M上再放一個(gè)M′=3 kg的物體時(shí).
(3)只在桶內(nèi)加入m1=0.33 kg的砂子時(shí).
(4)只在桶內(nèi)加入m2=0.5 kg的砂子時(shí).
解析 (1)因?yàn)閙0g=1 NFmax,故物體運(yùn)動(dòng),受到滑動(dòng)摩擦力作用,所以F4=μFN=μMg=4 N.
答案 (1)1 N (2)1 N (3)4.3 N (4)4 N
圖3418
13.如圖3418所示,當(dāng)水平拉力為F=40 N時(shí),質(zhì)量為m=10 kg的木板可以在水平面上勻速前進(jìn).若在木板上再放一個(gè)質(zhì)量為M的鐵塊,為使它們勻速前進(jìn),需加的水平拉力為60 N,求鐵塊的質(zhì)量M.(取g=10 N/kg)
解析 拉力F=40 N時(shí),滑動(dòng)摩擦力Ff=40 N,木板對(duì)水平面的壓力FN=mg=100 N,由Ff=μFN得,動(dòng)摩擦因數(shù)μ==0.4.當(dāng)拉力F′=60 N時(shí),木板對(duì)水平面的壓力F′N=(10+M)g=100+10M.摩擦力Ff=60 N,由F′f=μF′N得60=0.4(100+10M),解得M=5 kg.
答案 5 kg
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