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3.2 争辩摩擦力
一、单项选择题
1．下列关于摩擦力的说法，正确的是( )
A．相对运动的两物体间肯定存在摩擦力
B．摩擦力总是阻碍物体的运动
C．运动物体受到的摩擦力的方向总是与运动方向相反
D．相对静止的两个物体之间，也可能有摩擦力的相互作用
解析：摩擦力产生的条件是：两个物体接触且有弹力的相互作用，接触面粗糙，有相对运动(或相对运动趋势)，三者缺一不行，故选项A错误；相对静止的两个物体间，可能有静摩擦力的相互作用，故选项D正确；摩擦力的方向总是与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反，所以，摩擦力的方向不肯定与物体的运动方向相反，也不肯定总是阻力，故选项B、C错误．
答案：D
2.如图3－2－10所示，A为长木块，在水平面上以速度v1开头向右运动，同时物块B在A的上表面以速度v2开头向右运动，且A、B接触面粗糙．下列推断正确的是( )
图3－2－10
A．若v1＝v2，A、B之间无摩擦力
B．若v1>v2，A受到B所施加的向右的滑动摩擦力
C．若v1<v2，B受到A所施加的向右的滑动摩擦力
D．若v1>v2，A、B之间无滑动摩擦力
解析：若v1＝v2，两物体间就没有相对运动，A、B之间无摩擦力，即A选项正确．
若v1>v2，以A为争辩对象，A相对B向右运动，故A受到B所施加的向左滑动摩擦力，所以B、D选项均错．
若v1<v2，以B为争辩对象，B相对A向右运动，所以B受到A施加的向左的滑动摩擦力，故C选项也错．
答案：A
3.如图3－2－11所示，把一重为G的物体，用一个与时间成正比的水平推力压在足够高而平整的竖直墙壁上，开头时物体的速度为零，从t＝0开头，物体所受的摩擦力随时间变化的图象是( )
图3－2－11
解析：开头时由于推力F为零，物体和墙壁间没有挤压，则摩擦力为零．物体在重力作用下沿竖直墙壁下滑，所以开头时为滑动摩擦力，由f＝μFN，又μFN＝F＝kt，所以f＝μkt，即f随时间t成正比增加，当f增大到等于G时，物体具有肯定速度，由于惯性仍旧滑行，随着滑行的连续，f已大于物体重力G，最终物体静止于墙上，变为静摩擦力，竖直方向上依据二力平衡，则有f＝G，所以D正确．
答案：D
4．如图3－2－12所示，有两条黑、白毛巾交替折叠地放在桌面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接，黑毛巾的中部用线拉住．设线均水平，若每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及毛巾与地面之间的动摩擦因数均为μ，欲将黑、白毛巾分别开来，则将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为( )
图3－2－12
A．2μmg B．4μmg
C．5μmg D．6μmg
解析：将黑毛巾匀速拉出时，黑毛巾的四个面都要受到滑动摩擦力的作用，依据滑动摩擦规律可知道：从上而下黑毛巾所受的四个向后的摩擦力分别为μmg、μmg、μmg、2μmg.它们之和为5μmg，所以将黑毛巾匀速拉出需加的水平力为5μmg.
答案：C
二、双项选择题
5．关于摩擦力，下列说法正确的是( )
A．摩擦力产生于两个相对运动或具有相对运动趋势的物体间
B．滑动摩擦力方向肯定与物体运动方向相反
C．摩擦力的大小肯定与物体间压力成正比
D．运动物体所受的摩擦力有可能是静摩擦力
解析：摩擦力产生的条件是接触、挤压、接触面粗糙、有相对运动或相对运动趋势．有相对运动的，产生滑动摩擦力；有相对运动趋势的，产生静摩擦力，摩擦力阻碍相对运动或相对运动趋势，因此摩擦力与相对运动或相对运动趋势方向相反．滑动摩擦力的大小与物体间的压力成正比，但静摩擦力与物体间的压力无关．一般不指明参考系的运动是相对于地而言的，相对于地运动的物体与它接触的物体可能是静止的．例如，汽车刚启动前进时，站在车上的人相对地是运动的，相对车是静止的，此时人就受到车给的沿运动方向的静摩擦力．
答案：AD
6.在水平力F作用下，重为G的物体匀速沿墙壁下滑，如图3－2－13所示，若物体与墙之间的动摩擦因数为μ，则物体所受的摩擦力的大小为( )
图3－2－13
A．μF B．μF＋G
C．G D.
解析：由于物体与墙壁间的压力FN＝F，所以由滑动摩擦力概念及计算公式f＝μFN可知，f＝μFN＝μF.由于物体匀速下滑，处于平衡状态，物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力f的作用，由二力平衡可知，f＝G.所以选项A、C正确．
答案：AC
7.如图3－2－14所示，皮带传输机将物体匀速地送往高处，下列结论正确的是( )
图3－2－14
A．物体受到与运动方向相同的摩擦力作用
B．传送的速度越大，物体受到的摩擦力也越大
C．物体所受的摩擦力与匀速传送的速度无关
D．若匀速地向下传送物体，物体所受的摩擦力沿皮带向下
解析：物体与皮带相对静止，两者之间存在静摩擦力，静摩擦力的大小可由平衡条件求得，静摩擦力的方向沿皮带向上，与匀速传送的速度大小及运动方向无关，A、C项正确．
答案：AC
8．如图所示，物体A受到摩擦力作用的是(A和B相对静止)( )
解析：A、B两种状况物体A处于平衡状态，在水平方向上受到的合力为零，用假设法推断，假设A受静摩擦力，则物体A的平衡状态被破坏，故在A、B两种状况下物体A均不受摩擦力．C种状况，假设B的上表面光滑，则A不受摩擦力作用，此时A不行能做匀加速运动，故物体A受摩擦力．D种状况，由于A做匀速运动，说明A在水平方向上受到的合力为零，由于A在水平方向上受到力F的作用，故A在水平方向上肯定受到静摩擦力的作用．
假设法只是推断摩擦力的一种方法，有时还可以依据力的作用效果推断．如C项中状况，已知物体A做匀加速运动，说明A的运动状态发生了转变，因此，物体A肯定受到静摩擦力的作用．
答案：CD
9.如图3－2－15所示，物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下，静止于水平地面上，则物体所受摩擦力f的大小和方向为( )
图3－2－15
A．F1>F2时，f＝F1－F2，方向水平向右
B．F1<F2时，f＝F2－F1，方向水平向右
C．F2＝F1，f＝0
D．依据摩擦力计算公式可知，f为定值μmg
解析：①当F1>F2时，物体有向左的运动趋势，故f方向为水平向右，依据平衡条件可知f＝F1－F2.
②当F1<F2时，物体有向右的运动趋势，故Ff方向为水平向左，同理可得，f＝F2－F1.
③当F1＝F2时，物体受力平衡，无相对运动趋势，故f＝0.
④题中已知物体处于静止状态，不会有滑动摩擦力产生，计算公式不成立．
答案：AC
三、非选择题
10.(1)如图3－2－16所示，用外力F水平压在质量为m的物体上，恰好使物体静止，此时物体与墙之间的静摩擦力大小为________；如将F增大为3F，物体与墙之间的静摩擦力大小为________．
图3－2－16
解析：当外力为F时，物体恰好静止，说明摩擦力f与重力mg恰好平衡，故此时f＝mg；当外力增大到3F时，物体仍静止，可知静摩擦力仍旧等于重力，即f＝mg.不能错误地认为正压力增大到3F，摩擦力也增大到3f，由于公式f＝μFN只适用于滑动摩擦力．
答案：mg mg
(2)一根重力为G，长度为L的均匀长条木料放在水平桌面上，木料与桌面间的动摩擦力因数为μ，现用水平力F推木料，当木料经过图3－2－17中所示的位置时，桌面对它的摩擦力等于________．
图3－2－17
解析：木料相对桌面滑动，二者之间有滑动摩擦力的作用，动摩擦因数为μ，如知道木料对桌面的压力，便可求出滑动摩擦力的大小，只要木料不超出一半的长度探出桌面，木料就不会翻倒，在木料被推出桌面前，与桌面的接触面积渐小，但木料与桌面间的动摩擦因数不变，之间的压力也不变，所以桌面作用于木料上的滑动摩擦力始终不变．
木料受力状况如右图所示，f为桌面对它的摩擦力，竖直方向分析可得FN＝G，由f＝μFN，可得f＝μG.
答案：μG
11．用弹簧测力计测定一个木块A和木块B间的动摩擦因数μ，有如图3－2－18所示的两种装置．
图3－2－18
(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，两种状况中木块A是否都肯定要做匀速运动？
(2)若木块A做匀速运动，甲图中A、B间摩擦力是否等于拉力FA?
(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N，甲图中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时)，FA＝110 N，求A、B间的动摩擦因数μ.
解析：(1)甲图中只要木块A相对B滑动即可，而乙图中的木块A必需做匀速运动，由于乙图中只有当木块A匀速运动时，弹簧测力计的读数才与摩擦力大小相等．
(2)甲图中，木块A受到上、下两个接触面上摩擦力的作用，故木块A、B间的摩擦力小于拉力FA.
(3)甲图中，对木块B争辩，已知f＝F＝60 N，FN＝GB＝150 N，依据f＝μFN知：A、B间的动摩擦因数μ＝＝＝0.4.
答案：见解析
12.如图3－2－19所示，物体A与B的质量均为6 kg，A和B之间的动摩擦因数为0.3，水平拉力F＝30 N，A、B一起匀速运动．(g取10 N/kg)求：
图3－2－19
(1)A对B的摩擦力的大小和方向；
(2)B和地面之间的动摩擦因数．
解析：(1)设绳的拉力为F′，则有2F′＝F，物体A水平方向受绳的拉力F′和B对A的静摩擦力fA作用，有fA＝F′.所以fA＝＝15 N(方向水平向左)．所以A对B的摩擦力大小为15 N，方向水平向右．
(2)对A、B整体来说，在水平方向受外力F和地面对这个整体的滑动摩擦力fB作用，设动摩擦因数为μ，则有：
F＝fB，N＝GA＋GB
又fB＝μN＝μ(GA＋GB)＝μ(mA＋mB)g
解得μ＝0.25.
答案：(1)15 N 水平向右 (2)0.25
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