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第三章 3 摩擦力
基礎(chǔ)夯實(shí)
一、選擇題(1~3題為單選題,4、5題為多選題)
1.(山東省濟(jì)南一中2016~2017學(xué)年高一上學(xué)期月考)關(guān)于摩擦力的下列說法中正確的是( D )
A.相互擠壓的粗糙物體間一定產(chǎn)生摩擦力
B.只有靜止的物體才可能受到靜摩擦力,只有運(yùn)動(dòng)的物體才有可能受到滑動(dòng)摩擦力
C.一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí),一定受到摩擦力作用
D.摩擦力可以是阻力也可以是動(dòng)力
解析:相互擠壓的粗糙物體間不一定產(chǎn)生摩擦力,只有相互擠壓的粗糙物體間,存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)才有摩擦力,故A錯(cuò)誤;只有相對(duì)靜止的物體才可能受到靜摩擦力,只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體才有可能受到滑動(dòng)摩擦力,故B錯(cuò)誤;一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面滑動(dòng)時(shí),如果接觸面粗糙,而又有彈力時(shí)才一定有摩擦力,故C錯(cuò)誤;摩擦力可以是阻力也可以是動(dòng)力,比如物體輕輕放在水平運(yùn)動(dòng)的傳送帶上受到的摩擦力就是動(dòng)力,故D正確。
2.(北京師大附中2017~2018學(xué)年高一上學(xué)期期中)滑塊A和B疊放在傳送帶上,A被細(xì)線連于墻上。如果傳送帶逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),滑塊A和B都相對(duì)地面靜止,則下列說法正確的是( D )
A.B受到的靜摩擦力水平向左
B.A受到的靜摩擦力水平向左
C.傳送帶的轉(zhuǎn)速變成原來的兩倍,A受到的滑動(dòng)摩擦力也變成原來的兩倍
D.無論傳送帶的轉(zhuǎn)速是多少,B都不受摩擦力
解析:物體B不受摩擦力,A錯(cuò)誤,D正確; A受到傳送帶向左的滑動(dòng)摩擦力,B錯(cuò)誤;摩擦力與相對(duì)速度無關(guān),只與動(dòng)摩擦因數(shù)(粗糙程度)和正壓力有關(guān),C錯(cuò)誤。
3.在水平臺(tái)上放一物體,物體與平臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,現(xiàn)用一水平推力F把物體推向臺(tái)邊,如圖所示,物體在臺(tái)邊翻倒以前的過程中,臺(tái)面對(duì)物體的摩擦力( B )
A.逐漸減小到零 B.保持不變
C.先增大后不變 D.先增大后減小
解析:翻倒以前物體對(duì)平臺(tái)的壓力不變,所以滑動(dòng)摩擦力大小不變。
4.如圖所示是幽默大師卓別林一個(gè)常用的藝術(shù)造型,他身子側(cè)傾,依靠手杖的支持使身軀平衡,下列說法正確的是( BD )
A.水平地面對(duì)手杖沒有摩擦力的作用
B.水平地面對(duì)卓別林有摩擦力的作用
C.水平地面對(duì)手杖的彈力方向沿桿向上
D.水平地面對(duì)卓別林的彈力方向豎直向上
解析:假設(shè)地面光滑,手杖將在地面上向右滑動(dòng),所以手杖與地面間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢,地面對(duì)手杖有摩擦力作用,A錯(cuò),B對(duì)。水平地面對(duì)手杖的彈力垂直于水平面向上,C錯(cuò)。水平地面對(duì)卓別林的彈力方向豎直向上,D對(duì)。
5.如圖所示,消防戰(zhàn)士正在沿繩進(jìn)行爬繩練習(xí),若消防戰(zhàn)士用雙手握住豎直的繩子勻速上攀和勻速下滑,他所受的摩擦力分別是f1和f2,關(guān)于f1和f2的大小和方向,下列說法正確的是( AC )
A.f1=G,方向豎直向上 B.f1>G,方向豎直向上
C.f2=G,方向豎直向上 D.f2
f,所以人能被吹走,
(2)當(dāng)風(fēng)力F1=76N時(shí),由于F1f
所以人能被吹動(dòng),人受到地面給他的摩擦力為滑動(dòng)摩擦力其大小為f2=f
摩擦力大小為f2=f=μN(yùn)=156N
能力提升
一、選擇題(1、2題為單選題,3~5題為多選題)
1.下列各圖中物體A和B始終保持相對(duì)靜止,關(guān)于物體A是否受摩擦力作用及物體A受的摩擦力方向,下列說法正確的是( C )
A.甲圖中物體A受到向左的摩擦力
B.乙圖中物體A不受摩擦力
C.丙圖中物體A不受摩擦力
D.丁圖中物體A受到向右的摩擦力
解析:甲圖所示情況,物體A處于靜止?fàn)顟B(tài),假設(shè)物體A受靜摩擦力作用,根據(jù)二力平衡可知,物體A的平衡狀態(tài)被破壞,因此假設(shè)是錯(cuò)誤的,故在甲圖情況下物體A不受摩擦力作用。乙圖所示情況,物體A也處于平衡狀態(tài),由于物體A受向右的力F的作用,由二力平衡可知,物體A一定受向左的靜摩擦力作用。丙圖所示情況,用力F拉水平地面上的物體B,物體B及其上面的物體A保持相對(duì)靜止做勻速直線運(yùn)動(dòng),假設(shè)物體A受靜摩擦力作用,根據(jù)二力平衡可知,物體A的平衡條件被破壞,因此假設(shè)是錯(cuò)誤的,故在丙圖情況下物體A不受摩擦力作用。丁圖所示情況,由于物體A做勻速直線運(yùn)動(dòng),說明物體A在水平方向上受力平衡,根據(jù)二力平衡可知,物體A在水平方向上一定受到靜摩擦力的作用與F相平衡,靜摩擦力的方向與運(yùn)動(dòng)方向相反。綜上所述選項(xiàng)C正確。
2.為了測定木塊和豎直墻壁之間的動(dòng)摩擦因數(shù),某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn):用一根彈簧將木塊壓在墻上,同時(shí)在木塊下方有一個(gè)拉力F2作用,使木塊恰好勻速向下運(yùn)動(dòng),如圖所示?,F(xiàn)分別測出了彈簧的彈力F1、拉力F2和木塊的重力G,則動(dòng)摩擦因數(shù)μ應(yīng)等于( A )
A. B.
C. D.
解析:木塊恰好勻速向下運(yùn)動(dòng),說明木塊受力平衡,則有;f=G+F2 f=μF1 解得:μ=,故選A。
3.如圖所示,照片中的這位男士騎著一輛搞笑的另類自行車,在騎車人用力蹬車前進(jìn)的過程中,車輪上黑白兩色的鞋子與地面接觸,它們會(huì)受到地面的摩擦力,關(guān)于地面對(duì)鞋子施加的摩擦力的方向,下面判斷正確的是( BC )
A.前輪黑色的鞋子受到的摩擦力方向向前
B.前輪黑色的鞋子受到的摩擦力方向向后
C.后輪白色的鞋子受到的摩擦力方向向前
D.后輪白色的鞋子受到的摩擦力方向向后
解析:自行車前輪為從動(dòng)輪,后輪為主動(dòng)輪,假設(shè)后輪不受摩擦力,則后輪一直轉(zhuǎn)動(dòng),但不會(huì)向前運(yùn)動(dòng),實(shí)際上后輪是向前運(yùn)動(dòng)的,所以它必受方向向前的摩擦力;同時(shí),可判知前輪所受摩擦力向后,故正確答案為B、C。
4.(安徽師大附中2016~2017學(xué)年高一上學(xué)期期中)物體b在力F作用下將物體a壓向光滑的豎直墻壁,如圖所示,a處于靜止?fàn)顟B(tài),則關(guān)于a受的摩擦力的下列說法中不正確的是( ACD )
A.a(chǎn)受的摩擦力有兩個(gè)
B.a(chǎn)受的摩擦力大小不隨F變化
C.a(chǎn)受的摩擦力大小隨F的增大而增大
D.a(chǎn)受的摩擦力方向始終豎直向下
解析:對(duì)于a,由于墻壁光滑,只受到b對(duì)a的摩擦力,b對(duì)a的摩擦力等于a的重力,方向豎直向上,F(xiàn)增大,摩擦力大小不變,始終等于a的重力,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤,本題選錯(cuò)誤的,故選A、C、D。
5.(浙江省寧波市諾丁漢大學(xué)附中2016~2017學(xué)年高一上學(xué)期期中)如圖所示,在探究摩擦力的實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測力計(jì)水平拉一放在水平桌面上的小木塊,小木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與彈簧測力計(jì)的讀數(shù)如下表所示(每次實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊與桌面的接觸面相同)則由下表分析可知,下列哪些選項(xiàng)是正確的是( BC )
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
小木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)
彈簧測力計(jì)讀數(shù)(N)
1
靜止
0.4
2
靜止
0.6
3
直線加速
0.7
4
勻速直線
0.5
5
直線減速
0.3
A.木塊受到的最大摩擦力為0.7N
B.木塊受到最大靜摩擦力可能為0.6N
C.在這五次實(shí)驗(yàn)中,木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在這五次實(shí)驗(yàn)中,木塊受到摩擦力大小各不相同
解析:第一和第二次實(shí)驗(yàn)都沒有拉動(dòng)木塊,說明這兩次的拉力大小均未超過最大靜摩擦力,第三次實(shí)驗(yàn)時(shí),木塊做加速運(yùn)動(dòng),說明拉力已經(jīng)大于最大靜摩擦力Fm,因此可知,最大靜摩擦力范圍0.6N≤Fm<0.7N,故A錯(cuò)B對(duì)?;瑒?dòng)摩擦力與運(yùn)動(dòng)情況無關(guān),因此第三、四、五次的摩擦力大小相等,故C對(duì)D錯(cuò)。
二、非選擇題
6.如圖所示是武警戰(zhàn)士用頭將四塊磚頂在墻上,苦練頭功的照片。假設(shè)每塊磚的質(zhì)量均為m,磚與墻面、磚與頭的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ。要使磚恰好靜止不動(dòng),則武警戰(zhàn)士的頭對(duì)磚施加的水平力為多大?(假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,磚與磚之間不發(fā)生滑動(dòng)。)
答案:
解析:以四塊磚為研究對(duì)象,進(jìn)行受力分析磚恰好靜止不動(dòng),則磚所受到的摩擦力剛好達(dá)到最大,
即f1=f2=μF,又f1+f2=4mg
聯(lián)立上式可得F=
即武警戰(zhàn)士施加的水平力為F=
7.如圖(a)所示,A物體放在水平面上,動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,物體重10N,設(shè)物體A與水平面間的最大靜摩擦力為2.5N,若對(duì)A施加一個(gè)由零均勻增大到6N的水平推力F,請(qǐng)?jiān)趫D(b)中畫出A所受的摩擦力FA隨水平推力F變化的圖線。
答案:如圖所示
解析:水平推力F≤2.5N之前,物體未動(dòng),物體受靜摩擦力FA=F。當(dāng)F>2.5N后,F(xiàn)A變成滑動(dòng)摩擦力,其大小為FA=μFN=μG=0.210N=2N。
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