2021届高三物理一轮复习-课后作业-教师版-第七讲-摩擦力.docx

第七讲 摩擦力课后作业（一）
1.如图所示，在水平桌面上放一木块，用从零开头渐渐增大的水平拉力F拉着木块沿桌面运动，则图所示木块所受到的摩擦力f随拉力F变化的图象正确的是(　　)

解析：选D.当木块不受拉力时(F＝0)，桌面对木块没有摩擦力(f＝0)．当木块受到的水平拉力F较小时，木块仍保持静止，但毁灭向右运动的趋势，桌面对木块产生静摩擦力，其大小与F相等，方向相反．随着水平拉力F不断增大，木块向右运动的趋势增加，桌面对木块的静摩擦力也相应增大，直到水平拉力F足够大时，木块开头滑动，桌面对木块的静摩擦力达最大值fmax.在这个过程中，由木块水平方向二力平衡知，桌面对木块的静摩擦力f始终与拉力F等大反向，即f随着F的增大而增大．木块滑动后，桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力，它小于最大静摩擦力，并且，在木块连续滑动的过程中保持不变．
2.(2022·山东济南调研)如图所示，一木板B放在粗糙的水平地面上，木块A放在B的上面，A的右端通过轻质水平弹簧与竖直墙壁连接．现用水平力F向左拉B，使B以速度v向左匀速运动，这时弹簧对木块A的拉力大小为T.则下列说法正确的是(　　)
A．A和B之间滑动摩擦力的大小等于F
B．木块B受到地面滑动摩擦力的大小等于F＋T
C．若木板以2v的速度运动，木块A受到的摩擦力大小为2T
D．若作用在木板B上的水平力为2F，则地面受到的滑动摩擦力的大小仍等于F－T
解析：选D.木块A静止，木板B以速度v向左匀速运动，都属于平衡状态，弹簧对木块A的拉力大小为T，所以B对A的滑动摩擦力大小也为T，选项A错误；隔离木板B，水平方向三力平衡，可推断木块B受到地面滑动摩擦力的大小等于F－T，选项B错误；若木板以2v的速度运动，地面和木块A受到的滑动摩擦力都不变，选项C错误、D正确．
3.(2022·莆田模拟)如图所示，用一水平力F把A、B两个物体挤压在竖直的墙上，A、B两物体均处于静止状态，下列推断正确的是(　　)
A．B物体对A物体的静摩擦力方向向上
B．F增大时，A和墙之间的摩擦力也增大
C．若B的重力大于A的重力，则B受到的摩擦力大于墙对A的摩擦力
D．不论A、B的重力哪个大，B受到的摩擦力确定小于墙对A的摩擦力
解析：选D.将A、B视为整体，可以看出A物体受到墙的摩擦力竖直向上，对B受力分析可知B受到的摩擦力向上，由牛顿第三定律可知B对A的摩擦力向下，A错误；由于A、B两物体受到的重力不变，依据平衡条件可知B错误；A和墙之间的摩擦力与A、B两物体重力平衡，故C错误、D正确．
4.(2022·苏北四市调研)如图所示，质量分别为mA、mB的两物块A、B叠放在一起，若它们共同沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑．则下列说法不正确的是(　　)
A．A、B间无摩擦力
B．A、B间有摩擦力，且A对B的摩擦力对B做正功
C．B与斜面间的动摩擦因数μ＝tanα
D．B对斜面的摩擦力方向沿斜面对下
解析：选A.由题意“它们共同沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑”推断A物体必定受到沿斜面对上的摩擦力，大小为mAgsinα，A错误；依据作用力与反作用力，A对B的静摩擦力沿斜面对下，对B物体做正功，B正确；利用整体法得到C正确；由于B受到斜面对它的摩擦力沿斜面对上，依据作用力与反作用力的关系得到B对斜面的摩擦力方向沿斜面对下，D正确．
5.(2022·龙岩模拟)如图所示，斜面固定在地面上，倾角为37°(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)，质量为1 kg的滑块，以确定的初速度沿斜面对下滑，斜面足够长，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.8.该滑块所受摩擦力f随时间变化的图象是图中的(取初速度方向为正方向，取g＝10 m/s2)(　　)

解析：选A.由于mgsin37°＜μmgcos37°，滑块减速下滑，因斜面足够长，故滑块最终确定静止在斜面上，开头阶段f滑＝μmgcos37°＝6.4 N，方向沿斜面对上，静止在斜面上时，f静＝mgsin37°＝6 N，方向沿斜面对上，由于取初速度方向为正方向，故图象A正确，B、C、D均错误．
6.A、B两物块如图叠放，一起沿固定在水平地面上倾角为α的斜面匀速下滑．则 (　　)
A．A、B间无摩擦力
B．B与斜面间的动摩擦因数μ＝tan α
C．A、B间有摩擦力，且B对A的摩擦力对A做负功
D．B对斜面的摩擦力方向沿斜面对下
解析　选取A为争辩对象，对其受力分析可知，物体A除了受到竖直向下的重力GA和垂直A、B接触面对上的弹力FN作用外，确定还受到平行于A、B接触面指向左上方的摩擦力Ff的作用，如下图所示．依据受力图可知，B对A的摩擦力Ff与运动方向之间的夹角小于90°，所以摩擦力Ff对A做正功，选项A、C均错误；选取A、B组成的系统为争辩对象，该系统始终处于平衡状态，对其受力分析，依据力的平衡条件易得，斜面对整体的滑动摩擦力方向沿斜面对上，依据牛顿第三定律可知B对斜面的摩擦力方向沿斜面对下，故选项D正确；沿斜面方向(mA＋mB)gsin α＝μ(mA＋mB)gcos α，解得μ＝tan α，故选项B正确．答案　BD
7.将力传感器A固定在光滑水平桌面上，测力端通过轻质水平细绳与滑块相连，滑块放在较长的小车上．如图甲所示，传感器与计算机相连接，可获得力随时间变化的规律．一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮，一端连接小车，另一端系沙桶，整个装置开头处于静止状态．在物体与小车分别前缓慢向沙桶里倒入细沙，力传感器采集的F - t图象如乙图所示．则（ ）
A．2.5s前小车做变加速运动 B．2.5s后小车做变加速运动
C．2.5s前小车所受摩擦力不变 D．2.5s后小车所受摩擦力不变
BD；2.5s前小车静止，所受摩擦力为静摩擦力，渐渐增大，选项AC错误；2.5s后小车做变加速运动，所受摩擦力为滑动摩擦力，不变，选项BD正确．
8.(2022·珠海模拟)如图所示，物体P放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧与竖直墙相连，物体静止时弹簧的长度大于原长．若再用一个从0开头渐渐增大的水平力F向右拉P，直到拉动，那么在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力FT的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化状况是(　　)
A．FT始终增大，f始终减小
B．FT保持不变，f始终增大
C．FT保持不变，f先减小后增大
D．FT先不变后增大，f先增大后减小
【解析】　加力F前，物体P所受到的静摩擦力方向水平向右，加上力F后，力F增大的开头阶段，物体P所受到的静摩擦力仍水平向右，由平衡条件可得：FT＝f＋F，物体被拉动之前，FT不变，f随F的增大而减小，当f＝0之后，F照旧增大，物体P所受静摩擦力水平向左，由平衡条件得：FT＋f＝F，f随F的增大而增大，故只有C正确．【答案】　C
9.如图所示，物块m放在倾角为θ的斜面上，受到平行于斜面的推力F而静止，现将力F撤去，则物块(　　)
A．会沿斜面下滑 B．摩擦力方向变化
C．摩擦力不变 D．摩擦力变小
【解析】　物体实际只受一个摩擦力的作用，施力时摩擦力的一个分力与重力沿斜面的分力相平衡，另一个分力与推力相平衡，撤去推力时摩擦力随外力的变化而突变，由原来的倾斜方向变为沿斜面对上，与重力沿斜面的分力相平衡，故选B、D.【答案】　BD
10.如图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对B物体施加一水平变力F，F－t关系图象如图乙所示．两物体在变力F作用下由静止开头运动，且始终相对静止，则(　　)
A．t时刻，两物体之间的摩擦力最大
B．t时刻，两物体的速度方向开头转变
C．t～2t时间内，两物体之间的摩擦力渐渐增大
D．0～2t时间内，物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同
【解析】　t时刻F＝0，A、B的加速度为零，因此两物体速度方向不变，且A、B间的摩擦力为零，可见选项A、B错．t～2t时间内，A、B系统的加速度渐渐增大，以A为争辩对象，A受到的摩擦力应渐渐增大；A的加速度由其受到的摩擦力供应，因此A受到摩擦力与A、B加速度同向，即与F同向，可见选项C、D正确．【答案】　CD
11.(2022·山东省试验中学月考)如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上受到向右的拉力F的作用向右滑行，长木板处于静止状态．已知木块与木板间的动摩擦因数为μ1，木板与地面间的动摩擦因数为μ2.下列说法正确的是(　　)
A．木板受到地面的摩擦力的大小确定是μ1mg
B．木板受到地面的摩擦力的大小确定是μ2(m＋M)g
C．当F>μ2(m＋M)g时，木板便会开头运动
D．无论怎样转变F的大小，木板都不行能运动
【解析】　木块在力F的作用下向右滑动，木块与木板之间为滑动摩擦力，Ff1＝μ1mg.木板处于静止状态，其与地面间为静摩擦力，依据物体的平衡条件可知Ff2＝Ff1＝μ1mg，并保持不变．【答案】　AD
12.(18分)木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F＝1 N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，求力F作用后木块A、B所受摩擦力的大小.
【解析】未加F时，木块A、B受力平衡，所受静摩擦力等于弹簧的弹力，即
fA＝fB＝F弹＝kx＝400×0.02 N＝8 N (4分)
木块B受地面的最大静摩擦力为：
＝μNB＝0.25×60 N＝15 N (4分)
施加F后，对木块B有：F＋F弹＜ (3分)
故B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小为： f′B＝F＋F弹＝9 N (4分)
施加F后，木块A所受摩擦力仍为静摩擦力，大小为： f′A＝8 N (3分)
第七讲 摩擦力课后作业（二）
1.如图所示，物体m静止在倾角为θ的斜面上，现用垂直于斜面的推力F＝kt(k为比例常量、t为时间)作用在物体上，从t＝0开头，物体所受摩擦力f随时间t的变化的关系是图中的(　　)
【解析】选D.因物体静止，故所受摩擦力为静摩擦力，沿斜面方向：f＝
mgsinθ，垂直斜面方向：N＝mgcosθ；施加力F后，垂直斜面方向：N′＝F＋mgcosθ，沿斜面方向：f＝mgsinθ，故斜面受到压力变大，静摩擦力大小不变，D正确.
2.如图所示，把一重为G的物体，用一水平方向的推力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整墙上，从t＝0开头物体所受的摩擦力f随t的变化关系是图中的(　　)

【解析】选B.物体在竖直方向上只受重力G和摩擦力f的作用，由于f从零开头均匀增大，开头一段时间f<G，物体加速下滑；当f＝G时，物体的速度达到最大值，之后f>G，物体向下做减速运动，直至减速为零.在整个运动过程中，摩擦力为滑动摩擦力，其大小为f＝μN＝μF＝μkt，即f与t成正比，是一条过原点的倾斜直线；当物体速度减为零后，滑动摩擦力变为静摩擦力，其大小为f＝G，所以物体静止后的图线平行于t轴，故B正确.
3.(2022·揭阳模拟)如图所示，物体P放在粗糙水平面上，左边用一根轻弹簧与竖直墙相连，物体静止时弹簧的长度小于原长.若再用一个从0开头渐渐增大的水平力F向右拉P，直到拉动，那么在P被拉动之前的过程中，弹簧对P的弹力T的大小和地面对P的摩擦力f的大小的变化状况是(　　)
A.弹簧对P的弹力T始终增大，地面对P的摩擦力始终减小
B.弹簧对P的弹力T保持不变，地面对P的摩擦力始终增大
C.弹簧对P的弹力T保持不变，地面对P的摩擦力先减小后增大
D.弹簧对P的弹力T先不变后增大，地面对P的摩擦力先增大后减小
【解析】选B.在P被拉动之前的过程中，弹簧长度不变，弹簧对P的弹力T的大小保持不变；由于弹簧长度小于原长，P有向右的运动趋势，所受静摩擦力向左，用一个从0开头渐渐增大的水平力F向右拉P的过程中，地面对P的摩擦力始终增大，选项B正确.
4.(猜想题)如图所示，倾角为θ的斜面体C置于水平面上，B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与A相连接，连接B的一段细绳与斜面平行，A、B、C都处于静止状态，则(　　)
A.B受到C的摩擦力确定不为零
B.C受到水平面的摩擦力确定为零
C.不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力方向确定向左
D.水平面对C的支持力与B、C的总重力大小相等
4.【解题指南】解答本题应把握以下两点：
(1)B受到C的摩擦力方向取决于绳的拉力与B所受重力沿斜面对下的分力的大小关系.
(2)水平面对C的支持力利用整体法分析.
【解析】选C.以B物体为争辩对象，沿斜面方向受到重力沿斜面方向向下的分力、绳的拉力和静摩擦力，静摩擦力的大小等于重力沿斜面方向向下的分力与拉力的合力，所以可能为0，可能沿斜面对上或向下，A错误；对B、C整体受力分析可知不论B、C间摩擦力大小、方向如何，水平面对C的摩擦力与拉力在水平方向上的分力平衡，方向水平向左，B错误，C正确；水平面对C的支持力等于B、C的总重力减去拉力在竖直方向上的分力，D错误.
5.(2022·中山模拟)如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行，木块受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块与长木板间的动摩擦因数为μ1，长木板与地面间的动摩擦因数为μ2，则(　　)
A.长木板受到地面的摩擦力的大小确定是μ1mg
B.长木板受到地面的摩擦力的大小确定是μ2(m＋M)g
C.当F>μ2(m＋M)g时，长木板便开头运动
D.无论怎样转变F的大小，长木板都不行能运动
【解析】选A、D.木块向右滑行，木块受到水平向左的滑动摩擦力，其大小Ff＝μ1mg，则木板受到木块水平向右的滑动摩擦力为μ1mg，由于木板处于静止状态，故木板受到地面的静摩擦力的大小确定是μ1mg，方向水平向左，A正确，B错误；力F发生变化，只能转变木块的运动状态，但木块所受的滑动摩擦力不会发生变化，因此长木板仍保持静止状态，C错误、D正确.
6.A、B、C三个物体如图所示放置在水平面上，全部接触面均不光滑，有一个水平向右的力F作用在物体C上，使A、B、C一起向右做匀速运动，则(　　)
A.B对A的静摩擦力方向水平向左 B.B对A的静摩擦力方向水平向右
C.C对A的静摩擦力方向水平向左 D.C对A的静摩擦力方向水平向右
【解析】选A、D.物体B相对地面水平向右运动，所受地面的滑动摩擦力方向向左，因B匀速运动，故A对B的静摩擦力方向水平向右，从而B对A的静摩擦力方向水平向左，A正确，B错误；物体A水平向右匀速运动，B对它的静摩擦力方向水平向左，因而C对A的静摩擦力方向水平向右，C错误，D正确.
7．(2010·高考课标全国卷)如图2－1－21所示，一物块置于水平地面上．当用与水平方向成60°角的力F1拉物块时，物块做匀速直线运动；当改用与水平方向成30°角的力F2推物块时，物块仍做匀速直线运动．若F1和F2的大小相等，则物块与地面之间的动摩擦因数为(　　)
A.－1　　　　　　　B．2－ C.－ D．1－
解析：选B.当用F1拉物块时，由平衡条件可知：F1cos60°＝μ(mg－F1sin60°)；当用F2推物块时，又有F2cos30°＝μ(mg＋F2sin30°)，又F1＝F2，求得μ＝＝2－，B正确．
8. [2021·东北三校二联]如图所示，A、B两物块始终静止在水平地面上，有一轻质弹簧一端连接在竖直墙上P点，另一端与A相连接，下列说法正确的是(　　)
A．假如B对A无摩擦力，则地面对B也无摩擦力
B．假如B对A有向左的摩擦力，则地面对B也有向左的摩擦力
C．P点缓慢下移过程中，B对A的支持力确定减小
D．P点缓慢下移过程中，地面对B的摩擦力确定增大
解析：物块B在水平方向只有可能受到地面对B、A对B的两个摩擦力的作用，由于B物体静止，则这两个力或都不存在、或同时存在且等大反向，故A、B皆正确．在P点缓慢下移到P、A等高过程中，若弹簧原处于拉伸状态时，弹簧可能由伸长变为压缩，也可能始终处于拉伸状态，则弹力可能由斜向上的渐渐减小的拉力变为斜向下渐渐增大的推力，也可能始终是斜向上渐渐减小的拉力，故对A由平衡条件知：两种状况下B对A的支持力在弹力渐渐减小时是始终减小的，而在弹力渐渐增大时不能判定；B对A的摩擦力变化状况在弹力减小时不能确定，在弹力增大时摩擦力确定增大．同理可知若弹簧原处于原长或压缩状态时，则弹力始终是渐渐增大的推力，由平衡条件知B对A的支持力变化状况不能确定，B对A的摩擦力确定是始终增大的，再考虑到还有P点移动到与A等高位置之下的状况，故整个过程中B对A的支持力、摩擦力变化状况都不能确定，则地面对B的摩擦力变化状况也不能确定，C、D皆错误．答案：AB
9.如图2－1－26所示，物体A、B的质量mA＝6 kg，mB＝4 kg，A与B、B与地面之间的动摩擦因数都为μ＝0.3，在外力F作用下，A和B一起匀速运动，求A对B和地面对B的摩擦力的大小和方向(g取10 m/s2)．
【解析】　由于A、B一起在地面上运动，所以A与B间是静摩擦力，而B与地面间是滑动摩擦力，所以有
F地B＝μ(mA＋mB)g＝0.3×(6＋4)×10 N＝30 N
F地B的方向与相对运动方向相反，即向左．
整体受力分析知F＝F地B＝30 N，对A物体有FT－FBA＝0，其中FT为绳的拉力，大小为FT＝＝15 N解得FBA＝15 N，方向向左，依据牛顿第三定律知，A对B的摩擦力大小为FAB
10.[2022·陕西宝鸡]如图所示，质量为m的物体，放在一固定斜面上，当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑．对物体施加一大小为F的水平向右恒力，物体可沿斜面匀速向上滑行．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，当斜面倾角增大并超过某一临界角θ0时，不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面对上滑行，试求：
(1)物体与斜面间的动摩擦因数；
(2)这一临界角θ0的大小．
解析：(1)对物体受力分析，由平衡条件可知，mgsin30°＝μmgcos30°
解得，μ＝tan30°＝.
(2)设斜面倾角为α时，受力状况如图，由匀速直线运动的条件：Fcosα＝mgsinα＋f
N＝mgcosα＋Fsinα
f＝μN
解得：F＝
当cosα－μsinα→0，即cotα→时，F→∞，
即“不论水平恒力F多大，都不能使物体沿斜面对上滑行”此时，临界角θ0＝α＝60°.
答案：(1)　(2)60°