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课时提升作业(十一)
摩擦力
(15分钟 50分)
一、选择题(本题共5小题,每小题7分,共35分。多选题已在题号后标出)
1.下列现象中,哪些物体受到了滑动摩擦力的作用( )
A.同学们在操场的跑道上跑步熬炼身体时的脚
B.同学们在饮水机上接水时手拿着的水杯
C.渐渐行驶在校内内的汽车的轮胎
D.同学们考试过程中写字时的钢笔笔尖
【解析】选D。A、B、C选项中,两个物体的接触面没有发生相对运动,物体所受的摩擦力属于静摩擦力;D选项中,钢笔笔尖在写字过程中相对纸面滑动,受到的摩擦力为滑动摩擦力。
2.(2022·马鞍山高一检测)下列有关摩擦力的说法正确的是( )
A.一个物体静止在另一个物体的表面上,它们之间确定有静摩擦力
B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C.摩擦力可以是阻力也可以是动力
D.由公式μ=可以看出,μ与F成正比,与FN成反比
【解析】选C。依据静摩擦力的产生条件知,A错。滑动摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反,与运动方向可能相同,B错。摩擦力既可能是动力,也可能是阻力,C对。μ仅由接触物体的材料和接触面的粗糙程度打算,与其他因素无关,D错。
【总结提升】动摩擦因数的相关和无关因素
(1)相关因素：接触面的材料和接触面的粗糙程度。不同材质的物体的动摩擦因数不同,物体间的接触面越粗糙,动摩擦因数越大。
(2)无关因素。
①与物体间接触面积的大小无关;
②与滑动摩擦力、正压力的有无或大小无关;
③与物体间有无相对运动、相对运动的速度大小无关。
3.(多选)(2022·沈阳高一检测)关于摩擦力,以下说法中正确的是( )
A.运动物体可能受到静摩擦力作用,但静止物体不行能受到滑动摩擦力作用
B.静止物体可能受到滑动摩擦力作用,但运动物体不行能受到静摩擦力作用
C.正压力越大,摩擦力可能越大,也可能不变
D.摩擦力方向可能与速度方向在同始终线上,也可能与速度方向不在同始终线上
【解析】选C、D。静摩擦力存在于相对静止的两物体之间,滑动摩擦力存在于相对运动的两物体之间,运动物体可能受到静摩擦力作用,静止物体也可能受到滑动摩擦力作用,故A、B错误;由Ff=μFN知,滑动摩擦力与压力成正比,而静摩擦力与压力无关,故C正确;摩擦力方向有可能与速度方向不在一条直线上,比如随水平转盘一起匀速转动的物体,受到的静摩擦力指向圆盘的圆心,与速度垂直,故D正确。
【变式训练】(多选)(2021·大庆高一检测)关于摩擦力,下列说法中正确的
是( )
A.物体受到摩擦力作用时,确定受到弹力的作用
B.只有运动的物体才能受到滑动摩擦力,只有静止的物体才能受到静摩擦力
C.两个相互接触且相对静止的物体之间确定有静摩擦力作用
D.在压力大小确定的状况下,静摩擦力的大小可以变化
【解析】选A、D。摩擦力产生的前提是两物体间接触且挤压,故物体受到摩擦力作用时,确定受到弹力的作用,A对。无论是静止的还是运动的物体,都可能受到静摩擦力或者滑动摩擦力,B错。两个相互接触、相对静止,而且存在相对运动趋势的物体之间才确定有静摩擦力作用,C错。静摩擦力的大小可以在零到最大静摩擦力之间变化,D对。
4.(2021·苏州高一检测)水平桌面上一个重200N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),当依次用15N、30N、80N的水平拉力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为( )
A.15N,30N,40N
B.0,15N,15N
C.0,20N,40N
D.15N,40N,40N
【解题指南】解答该题时先要确定物体在某个力的作用下是静止还是运动,从而确定是哪种摩擦力,继而用相应摩擦力的求解方法去求解。
【解析】选A。依据Ff=μFN,物体与桌面间滑动摩擦力和最大静摩擦力为40N,故当用15N、30N、80N的水平拉力拉物体时,物体受到的摩擦力依次为15N、30N、40N,故A正确。
5.(多选)(2022·宜昌高一检测)如图所示,C是水平地面,A、B是两块长方形物块,F是作用在物块B上沿水平方向的力,物块A和B以相同的速度做匀速直线运动。由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是( )
A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0
C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0
【解析】选B、D。先以A为争辩对象,A不受摩擦力,否则它不行能做匀速直线运动,则知A、B间的动摩擦因数μ1可能为零,也可能不为零;再以整体为争辩对象,由平衡条件分析可知,地面对B确定有摩擦力,则B与地面之间的动摩擦因数μ2确定不为零,故选B、D。
二、非选择题(15分)
6.如图所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少?
【解析】以木块1为争辩对象,它所受到的摩擦力为
F=μFN=μm1g,
依据二力平衡条件,弹簧弹力T=F=μm1g,
而依据胡克定律T=k(d-L)
所以两木块之间的距离d=+L
答案：+L
(25分钟 50分)
一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分。多选题已在题号后标出)
1.关于力,下列说法正确的是( )
A.要产生摩擦力必需有弹力
B.重力就是地球对物体的吸引力
C.只有静止的物体才受到静摩擦力
D.有些物体不需要发生形变就可以产生弹力
【解析】选A。摩擦力产生的前提是两物体间接触且挤压,故物体受到摩擦力作用时,确定受到弹力的作用,A对。重力是地球的吸引产生的,但重力与地球对物体的吸引力又不完全相同,B错。静止或运动的物体都有可能受静摩擦力作用,C错。产生弹力的物体确定发生了弹性形变,D错。
2.(2022·抚州高一检测)下面关于摩擦力的说法正确的是( )
A.相对运动的物体间确定有摩擦力
B.摩擦力的大小跟压力成正比
C.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的运动方向相反
D.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反
【解析】选D。若接触面光滑,相对运动的物体间也没有摩擦力,A错。滑动摩擦力的大小与压力成正比,静摩擦力的大小与压力大小无关,B错。滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反,可能与物体的运动方向相同,C错。静摩擦力的方向与接触面相切,与物体的相对运动趋势方向相反,D对。
3.(2021·万州高一检测)如图所示,水平传送带上放一物体,当传送带向右以速度v匀速传动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;当传送带向右的速度变为2v时,物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′。则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中正确的是( )
A.弹簧伸长量将减小,即Δx′<Δx
B.弹簧伸长量将增加,即Δx′>Δx
C.弹簧伸长量不变,即Δx′=Δx
D.无法比较Δx和Δx′的大小
【解题指南】解答该题应明确以下两点：
(1)物体始终处于静止,弹簧对它的拉力等于其受到的滑动摩擦力;
(2)滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数和物体间的正压力有关。
【解析】选C。两种状况下,物体所受滑动摩擦力大小、方向相同,依据二力平衡条件,弹簧的弹力不变,弹簧的伸长量不变,C正确。
【总结提升】滑动摩擦力大小的相关和无关因素
(1)滑动摩擦力的大小跟物体间的正压力成正比;
(2)滑动摩擦力的大小跟相互接触的两物体的性质(材料和接触面的粗糙程度)有关;
(3)滑动摩擦力的大小跟两物体的接触面积无关;
(4)滑动摩擦力的大小跟两物体相对滑动的速度大小无关。
4.(多选)(2022·武汉高一检测)质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图所示,a受到斜向上与水平面成θ角的力F1的作用,b受到斜向下与水平面成θ角等大的力F2的作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则( )
A.a确定受到四个力的作用
B.水平面对b的支持力可能大于2mg
C.a、b之间确定存在静摩擦力
D.b与水平面之间确定存在静摩擦力
【解析】选A、C。a受重力、支持力、拉力以及b对a的静摩擦力而处于平衡状态,故A、C正确。对整体分析,F1与F2大小相等,方向相反,两力相互抵消,则水平面对b无摩擦力,D错误。水平面的支持力FN=2mg,B错误。
二、非选择题(本题共2小题,共22分)
5.(10分)(2022·宜昌高一检测)如图所示,一重为40N的木块原来静止在水平桌面上,某瞬间在水平方向上同时受到两个方向相反的力F1、F2的作用,其中F1=13N,F2=6N。已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求：
(1)木块所受的摩擦力的大小和方向。
(2)当只将F1撤去时,木块受到的摩擦力的大小和方向。
(3)若撤去的力不是F1而是F2,求木块受到的摩擦力的大小和方向。
【解析】当木块运动时受到的滑动摩擦力为F滑=μFN=μG=0.2×40N=8N,故木块受到桌面的最大静摩擦力为8N。
(1)加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右的F=F1-F2=7N的力。由于F小于最大静摩擦力,故木块处于静止状态,则木块受到桌面静摩擦力的作用,大小为7N,方向水平向左。
(2)将F1撤去后,由于F2小于最大静摩擦力,故木块照旧保持静止。由二力平衡学问知,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6N,方向水平向右。
(3)撤掉F2后,由于F1大于最大静摩擦力,则木块受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小为8N,方向水平向左。
答案：(1)7N 水平向左 (2)6N 水平向右
(3)8N 水平向左
【变式训练】如图所示,静止在水平面上的物体,所受重力为200N,物体和水平面之间的动摩擦因数μ=0.1,最大静摩擦力等于滑动摩擦力大小。求下列两种状况中的摩擦力：
(1)给物体施加一个向左、大小为10N的水平拉力;
(2)给物体施加一个向左、大小为30N的水平拉力。
【解析】物体所受最大静摩擦力大小为
Fm=μFN=0.1×200N=20N。
(1)当F1=10N<20N时,物体保持静止不动。物体所受摩擦力为静摩擦力,依据二力平衡Ff1=F1=10N,方向水平向右。
(2)当F2=30N>20N时,物体向左滑动。则物体所受摩擦力为滑动摩擦力,故Ff2=Fm=20N,方向水平向右
答案：(1)10N,方向水平向右 (2)20N,方向水平向右
6.(12分)(2022·衡水高一检测)如图所示,在水平桌面上放一个重GA=20N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数为0.4,使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少?假如再在木块A上加一块重为GB=10N的木块B,B与A之间的动摩擦因数为0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多少?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?
【解析】未放上木块B时,FN=GA=20N,桌面对A的摩擦力为Ff1=μAFN=μAGA=0.4×20N=8N
依据二力平衡条件,拉力F=Ff1=8N
加上木块B后,F′N=GA+GB=20N+10N=30N,
桌面对A的摩擦力为：F′f1=μAF′N=μA(GA+GB)=0.4×30N=12N,故拉力F′=
F′f1=12N
由于A、B两木块间无相对运动,所以A、B两木块间不产生摩擦力,即B受到的摩擦力Ff2=0。
答案：8N 12N 0
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