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3.3.摩擦力训练(人教版必修1)

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第 3 章第 3 节 《摩擦力》训练(人教版必修 1)
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:选 D.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. 2.有关滑动摩擦力的下列说法中,正确的是( ) A.物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比 B.滑动摩擦力总是与压力垂直 C.滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 D.滑动摩擦力随着压力的增大而增大 解析:选 BD.滑动摩擦力与压力成正比,而不是与重力成正比,所以 A 选项错误,D 选项正确.滑动摩擦力的方向总是与接触面相切,而压力总是垂直接触面,故摩擦力一定垂 直压力,B 选项正确.滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动,但不一定阻碍物体的运动,因 此 C 选项错误. 3.如果自行车在平直公路上自然滑行,前后车轮所受摩擦力的方向( ) A.都向前 B.都向后 C.前轮向前,后轮向后 D.前轮向后,后轮向前

解析:选 B.自行车自然滑行时,人不再给后轮施加力的作用,由于惯性,人和车应向 前滑行,此时前、后轮的转动都是由于受到地面给它们施加了摩擦力作用,即前、后轮都有 相对地面向前运动的趋势,前、后轮受的摩擦力都应向后,如图所示. 4.用手握住一个油瓶,使瓶在竖直方向保持静止,如图 3-3-7 所示,下列说法正确 的是( )

图 3-3-7 A.瓶受到的静摩擦力大于其重力 B.手握得越紧,油瓶受到的摩擦力越大 C.油瓶质量不变,则受到的摩擦力一定 D.油瓶受到的摩擦力与手对它的压力成正比 解析:选 C.油瓶受到的摩擦力为静摩擦力,可用二力平衡知识求解,油瓶在竖直方向 上受到重力和静摩擦力的作用, 是一对平衡力, 故摩擦力应与重力等大反向, C 正确, 故 A、 B、D 错误. 5. 如图 3-3-8 所示,用水平力 F 将一个木块压在竖直墙壁上,已知木块重 G=6 N,
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木块与墙壁间的动摩擦因数 μ=0.25 .问:

图 3-3-8 (1)当 F=25 N 时,木块没有动,木块受到的摩擦力为多大? (2)当 F 增大为 30 N 时,木块仍静止,木块受到的摩擦力为多大? (3)当 F=10 N 时,木块沿墙面下滑,此时木块受到的摩擦力为多大? (4)当 F=6 N 时,木块受到的摩擦力又为多大? 解析:(1)对木块进行受力分析,木块没动,说明木块处于平衡状态,根据二力平衡条 件知,木块受的静摩擦力一定和重力大小相等,方向相反,F1=6 N. (2)当 F 增大为 30 N 时,木块与墙壁之间仍然是静摩擦力,这个力与重力相平衡,因此 F2=6 N. (3)当 F=10 N 时,木块沿墙面下滑,此时木块和墙面之间是滑动摩擦力,所以 F3=μFN =0.25×10 N=2.5 N. (4)当 F=6 N 时,木块与墙之间仍是滑动摩擦力 F4=μFN=0.25×6 N=1.5 N. 答案:见解析 一、选择题 1.(2011 年太原高一检测)以下说法错误的是( ) A.摩擦力可以是动力也可以是阻力 B.由公式 μ=F/FN 可以看出,μ 与 F 成正比,与 FN 成反比 C.滑动摩擦力的方向与物体运动方向可能相同 D.摩擦力方向不可能与运动方向不在一直线 解析:选 BD.摩擦力的方向与运动方向可以相同也可以相反,摩擦力可以是动力也可以 是阻力,故 A 正确,C 正确.μ 与接触面的粗糙程度及物体的材料有关,与 F 和 FN 无关, B 错.摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,与运动方向无关,故 D 错 误. 2.一木箱停在水平地面上,一人用水平力推箱,但箱仍然静止,下述正确的是( ) A.推力小于静摩擦力 B.推力越大,静摩擦力越大,推力与静摩擦力平衡 C.推力大小变化时,静摩擦力大小不变 D.推力大小变化时,静摩擦力大小改变 答案:BD 3.一物体置于粗糙水平地面上,按图 3-3-9 所示不同的放法,在水平力 F 的作用下 运动, 设地面与物体各接触 面的动摩擦因数相等, 则物体受到的摩擦力的大小关系是( )

图 3-3-9 A.F 甲>F 乙>F 丙 B.F 乙>F 甲>F 丙 C.F 丙>F 乙>F 甲 D.F 甲=F 乙=F 丙 解析:选 D.动摩擦因数 μ 跟接触面的大小无关,因三种情况下 μ 相等,且对地面的压 力大小都等于物体的重力,所以 Ff=μFN=μmg,应选 D. 4. 2009 年 10 月 17 日河北选手李雪妹以 33.898 秒的成绩夺得第十一届全运会 500 米自
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行车计时赛冠军,该成绩超亚洲纪录,那么自行车在平直公路上匀速前进时,前后轮所受摩 擦力的方向( )

图 3-3-10 A.都向后 B.都向前 C.前轮向后,后轮向前 D.前轮向前,后轮向后 解析:选 C.自行车匀速前进时,由于人通过链条给后轮一个力,使后轮顺时针转动, 设轮与地面接触处光滑,则轮应加速顺时针转动,说明轮有相对地面向后转动的趋势,由于 静摩擦力的方向与物体的运动趋势方向相反,故后轮所受静摩擦力 F 静的方向向前;前轮转 动是由于前轮受到力的作用,若前轮与地面接触处光滑,则前轮就不会转动,故前轮相对地 面有向前运动的趋势,其所受摩擦力向后. 5. 一根质量为 m,长为 L 的均匀长方木条放在水平桌面上,木条与桌面间的动摩擦因 数为 μ.现用水平力 F 推木条, 当木条经图 3-3-11 所示位置时, 桌面对它的摩擦力为( )

图 3-3-11 A.μmg 2 B. μmg 3 1 C. μmg 3 D.上述选项均不对 解析:选 A.压力仍为 FN=mg,∴Ff=μmg.故 A 对.本题易错选 B.误认为摩擦力大小与 接触面积有关. 6. 如图 3-3-12 所示,用水平力 F 将物体压在竖直墙壁上而保持静止,物体所受的摩 擦力的大小( )

图 3-3-12 A.随 F 的增大而增大 B.随 F 的减小而减小 C.等于物体重力的大小 D.大于物体重力的大小 解析:选 C.物体被水平力压在竖直墙壁上而处于静止,受到的是静摩擦力,所以要根 据物体的平衡条件求解. 在竖直方向上静摩擦力与重力大小相等方向相反, 静摩擦力的大小
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不随 F 的变化而变化,因此 A、B、D 错,C 对. 7.(2011 年绍兴高一检测)人握住旗杆匀速上爬,则下列说法正确的是( ) A.人受的摩擦力的方向是向下的 B.人受的摩擦力的方向是向上的 C.人握旗杆用力越大,人受的摩擦力也越大 D.人握旗杆用力越大,并不会使人受的摩擦力也增大 解析:选 BD.人匀速上爬,但手与旗杆的相对运动趋势方向向下,故摩擦力方向向上, A 错 B 对;人握旗杆用力的大小,不影响摩擦力的大小,因为人匀速运动,摩擦力与人的 重力二力平衡,故 C 错,D 对. 8.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:选 A.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. 9.把一个重为 G 的物体,用一个水平力 F=kt(k 为恒量,t 为时间)压在竖直的足够高 的平整的墙上, 如图 3-3-13 所示, t=0 开始物体所受的摩擦力 Ff 随 t 的变化关系是( 从 )

图 3-3-13

图 3-3-14 解析:选 B.由于物体受的水平推力为 F=kt,由二力平衡得,墙与物体间的压力 FN=kt. 当 F 比较小时,物体所受的摩擦力 Ff 小于物体的重力 G,物体将沿墙壁下滑,此时物体与 墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力,由公式可得,滑动摩擦力大小 Ff=μkt.当摩擦力 Ff 大小等于 重力 G 时, 由于惯性作用, 物体不能立即停止运动, 物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力. 随 着摩擦力的增大,摩擦力将大于重力.物体做减速运动直至静止,摩擦力将变为静摩擦力, 静摩擦力与正压力无关,跟重力始终平衡. 二、非选择题 10.(2011 年深圳高一检测)某同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时,设 计了两种实验方案: 方案一:木板固定,用弹簧测力计拉动木块,如图 3-3-15 甲所示.

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图 3-3-15 方案二:用弹簧测力计钩住木块,用力拉动木板,如图乙所示.上述两种方案中,你认 为更合理的方案是________. 解析:甲图中,要使测力计的读数等于摩擦力的大小,必须使木块在木块上匀速运动, 不便于控制,乙图中,不论木板是否匀速运动,测力计的读数都等于摩擦力的大小,故乙更 为合理. 答案:乙

11.(2011 年银川高一检测)如图 3-3-16 所示,当水平拉力为 F=40 N 时,质量为 m =10 kg 的木板可以在水平面上匀速前进.若在木板上再放一个质量为 M 的铁块,为使它们 匀速前进,需加的水平拉力为 60 N,求铁块的质量 M.(取 g=10 N/kg)

图 3-3-16 解析:拉力 F=40 N 时,滑动摩擦力 Ff=40 N,木板对水平面的压力 FN=mg=100 N, 40 由 Ff=μFN 得,动摩擦因数 μ= =0.4.当拉力 F′=60 N 时,木板对水平面的压力 F′N 100 =(10+M)g=100+10M,摩擦力 F′f=60 N,由 F′f=μF′N 得 60=0.4×(100+10 M),解 得 M=5 kg 答案:5 kg 12.(2011 年常熟质检)要使重为 400 N 的桌子从原地水平移动,至少要用 200 N 的水平 推力,桌子从原地移动后,为了使它继续做匀速运动,只要 160 N 的水平推力就够了,问: (1)最大静摩擦力 Ff 和动摩擦因数 μ 为多大? (2)如果在静止时用 100 N 的水平推力推桌子,这时的摩擦力为多大? 解析: (1)开始推动桌面的最小的水平推力等于桌子受到的最大静摩擦力 Fm=200 N, 匀 F 160 速运动时的推力与动摩擦力大小相等,由 F=Ff=μG 得 μ= = =0.4. G 400 (2)用 100 N 的推力时,桌子不动,受静摩擦力,其大小等于水平推力 100 N. 答案:(1)200 N 0.4 (2)100 N

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