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第3节摩擦力
1.关于动摩擦因数,下列说法中正确的是
A.动摩擦因数与正压力成正比
B.相同的条件下,接触面积越大,动摩擦因数越大
C.动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关
D.动摩擦因数与正压力、接触面积有关,但具体关系不能确定
解析 动摩擦因数由接触面的材料和粗糙程度决定,与其他因素无关,A、B、D错,C对。
答案 C
2.如图3-3-6所示,在μ=0.1的水平面上向右运动的物体,质量为20 kg,在运动过程中,还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力的作用,则物体受到的滑动摩擦力为(g=10 N/kg)
图3-3-6
A.10 N,向右 B.10 N,向左
C.20 N,向右 D.20 N,向左
解析 Ff=μFN=μmg=0.1×20×10 N=20 N,方向水平向左,应选D。
答案 D
3.水平桌面上有一个重200 N的物体,与桌面间的动摩擦因数为0.2,当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
A.15 N、30 N、40 N B.15 N、30 N、80 N
C.0、0、40 N D.15 N、40 N、40 N
解析 物体的最大静摩擦力Fm=μmg=40 N,故F1=15 N<Fm,物体受静摩擦力Ff1=F1=15 N,F2=30 N<Fm,物体受静摩擦力Ff2=F2=30 N,F3=80 N>Fm,物体受滑动摩擦力Ff3=μmg=40 N,故A项正确。
答案 A
[限时30分钟;满分50分]
一、选择题(每小题6分,共30分)
1.下列关于摩擦力的说法正确的是
A.受到静摩擦力作用的物体一定是静止的
B.受到滑动摩擦力作用的物体一定是运动的
C.静摩擦力可以是动力,而滑动摩擦力只能是阻力
D.摩擦力可以是动力,也可以是阻力
解析 静摩擦力发生在相对静止的物体之间,滑动摩擦力发生在相对运动的物体之间,这里所说的“相对静止”和“相对运动”是分别以这两个物体为参考系而言的,若以其他物体为参考系,则都可能是静止的,也可能是运动的,故A、B均错。而摩擦力阻碍的也是物体间的相对运动趋势和相对运动,若以其他物体为参考系,摩擦力可能是动力,也可能是阻力。
答案 D
2.一质量为m的物体放在水平地面上,在与水平面成θ角的力F的作用下由静止开始沿水平地面向右运动,物体与水平地面之间的动摩擦因数为μ,如图3-3-7所示,则物体所受的摩擦力Ff
图3-3-7
A.等于μmg B.小于μmg
C.大于μmg D.不能确定
解析 据题图知,物体对水平地面的压力FN<mg,而摩擦力Ff=μFN,所以Ff<μmg,B项正确。
答案 B
3.用手握瓶子,瓶子静止在手中,下列说法正确的是
A.手对瓶子的压力恰好等于瓶子所受的重力
B.手对瓶子的摩擦力恰好等于瓶子所受的重力
C.手握得越紧,手对瓶子的摩擦力越大
D.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子所受的重力
答案 B
4.如图3-3-8所示,在粗糙的水平地面上有质量为m的物体,连接在一劲度系数为k的弹簧上,物体与地面之间的动摩擦因数为μ,现用一水平力F向右拉弹簧,使物体A做匀速直线运动,则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g)
图3-3-8
A. B.
C. D.
解析 设弹簧伸长长度为x,由胡克定律和二力平衡得kx=μmg,所以x=。故选项D正确。
答案 D
5.如图3-3-9所示,物体A、B放在物体C上,水平力F作用于A,使A、B、C一起匀速运动,各接触面间的摩擦力的情况是
图3-3-9
A.A对C有向左的摩擦力
B.C对B有向左的摩擦力
C.物体C受到三个摩擦力的作用
D.C对地面有向右的摩擦力
解析 以整体为研究对象,地面应对C有向右的摩擦力与F达到二力平衡,由于力的作用是相互的,C对地面有向左的摩擦力,D错误;以A为研究对象,C对A应有向右的摩擦力与F达到二力平衡,而A对C有向左的摩擦力,A正确;以B为研究对象,C对B没有摩擦力,因为如果有摩擦力的话,找不到它的平衡力,B错误。物体C受到水平面及A对它的两个摩擦力作用,C错误。
答案 A
二、非选择题(共20分)
6.(10分)如图3-3-10所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、A与地面间的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住。当水平力F为32 N 时,才能将A匀速拉出。求接触面间的动摩擦因数。
图3-3-10
解析 以物体A为研究对象,水平方向上除外力F外,它还受到物体B对它水平向左的滑动摩擦力FBA、地面水平向左的滑动摩擦力F地A,如图所示,
由平衡条件得F=FBA+F地A
其中FBA=μGB,F地A=μ(GA+GB)
联立以上三式并代入数据,解得μ=0.4。
答案 0.4
7.(10分)如图3-3-11所示,一重为40 N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=15 N,F2=6 N。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:
图3-3-11
(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=0.2×40 N=8 N,故木块受到桌面的最大静摩擦力为8 N。
(1)加上F1、F2后,F1和F2相当于一个方向向右的F=F1-F2=9 N的力。由于F大于最大静摩擦力,故木块向右运动,则木块受到桌面滑动摩擦力的作用,大小为8 N,方向水平向左。
(2)将F1撤去后,由于F2小于最大静摩擦力,故木块仍然保持静止。由二力平衡知识知,木块受到的静摩擦力大小等于F2,即大小为6 N,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8 N,方向水平向左。
答案 (1)8 N 水平向左 (2)6 N 水平向右 (3)8 N 水平向左
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