课时跟踪检测(五)摩擦力
对点训练:对摩擦力的理解
1.(2018·昆山模拟)下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.静止的物体不可能受到滑动摩擦力
B.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力
C.有相对运动的两物体之间一定存在着摩擦力
D.运动物体受到的摩擦力的方向总是与它的运动方向相反
解析:选B 静止的物体可以受到滑动摩擦力的作用,如在地面上滑行的物体,地面受到是滑动摩擦力,故A错误;相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力,比如:在沿着斜向上运动的传送带上与传送带相对静止的物体,故B正确;有相对运动的两物体之间,接触面不一定粗糙,因此不一定存在着摩擦力,故C错误;摩擦力的方向可能与运动的方向相同,也可能与运动的方向相反,但总是和物体之间的相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反,故D错误。
2.[多选]用如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是( )
A.木块开始运动前,摩擦力逐渐增大
B.当拉力达到某一数值时木块开始移动,此时拉力会突然变小
C.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小
D.木块开始运动前,拉力小于摩擦力
解析:选ABC 由题意可知,开始时木块保持不动,木块受静摩擦力,根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力,故摩擦力大小随拉力的增大而增大;而当拉力增大到某一大小时,木块开始滑动,此时说明木块恰好达到最大静摩擦力;而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力,所以木块移动后拉力将减小,根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力,故A、B、C正确,D错误。
3.[多选](2019·南通检测)如图所示,A为长木板,在光滑水平面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动,A、B接触面粗糙,下列判断正确的是( )
A.若v1=v2,则A、B之间不存在摩擦力
B.若v1>v2,则A受到了B所施加的向左的滑动摩擦力
C.若v1v2,则B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力
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解析:选AB 若v1=v2,则A、B相对静止,无摩擦力,故A正确;若v1>v2,则A相对B向右运动,故B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力,即A受到了B所施加的向左的滑动摩擦力,故B正确,D错误;若v1<v2,则A相对B向左运动,故B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力,故C错误。
对点训练:静摩擦力的分析与计算
4.[多选](2019·成都月考)物块A、B分别重50 N、70 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2,与A、B相连接的轻弹簧劲度系数为100 N/m、形变量为5 cm,系统置于水平地面上静止不动。现用F=3 N的水平力作用在物块A上,如图所示,力F作用后( )
A.物块A所受摩擦力大小一定是8 N
B.物块A所受摩擦力大小可能是2 N
C.物块B所受摩擦力大小可能为8 N
D.物块B所受摩擦力大小一定为5 N
解析:选BD A、B与地面间的最大静摩擦力分别为:fmA=μGA=0.2×50 N=10 N,fmB=μGB=0.2×70 N=14 N;根据胡克定律得,弹簧的弹力大小为F弹=kx=100×0.05 N=5 N。当F=3 N时,若弹簧开始处于压缩状态,则F-F弹=2 N<fmA,F弹<fmB,所以两物块都保持静止状态,则由平衡条件得A所受摩擦力为fA=F弹-F=2 N,方向水平向右,B所受的摩擦力为fB=F弹=5 N,方向水平向左。若弹簧开始处于伸长状态,则F+F弹=8 N<fmA,F弹<fmB,所以两物块都保持静止状态,则由平衡条件得A所受摩擦力为fA′=F弹+F=8 N,方向水平向左,B所受的摩擦力为fB′=F弹=5 N,方向水平向右。故B、D正确,A、C错误。
5.[多选](2019·通州模拟)如图所示,物块A、B、C叠放在水平桌面上,水平拉力F作用在物块C上后,各物块仍保持静止状态。以下说法正确的是( )
A.B不受摩擦力作用
B.C对A的摩擦力水平向左
C.A受到的各个摩擦力的合力为零
D.A、B、C三个物块组成的整体所受摩擦力为零
解析:选AC 以静止的物块B为研究对象,B水平方向不受外力,A、B间没有相对运动的趋势,所以B不受摩擦力,故A正确;以静止的C为研究对象,水平方向受到的拉力F与A对C的静摩擦力,是一对平衡力,则C受到的摩擦力方向水平向左,根据牛顿第三定律可知C对A的静摩擦力水平向右,故B错误;以静止的A为研究对象,A
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处于静止状态,水平方向受到C和地面对它摩擦力作用,是一对平衡力,合力为0,故C正确;以A、B、C为整体,整体受到的地面的摩擦力和水平向右的拉力是一对平衡力,所以整体受地面所给的摩擦力方向水平向左,故D错误。
6.[多选](2018·尖山区期中)如图所示,水平力F将物体P压在竖直墙上,物体P始终处于静止状态,则下列说法正确的是( )
A.若增大F,则P所受摩擦力增大
B.若减小F,则P所受摩擦力不变
C.若在P上放一物体,则P所受摩擦力增大
D.若在P上放一物体,则P所受摩擦力不变
解析:选BC 物体在竖直方向上受重力和静摩擦力,两个力平衡,增大或减小F,静摩擦力始终等于重力,保持不变。在P上放一物体,对整体分析,由于静摩擦力等于总重力,所以摩擦力变大,故B、C正确,A、D错误。
对点训练:滑动摩擦力的分析与计算
7.(2019·荆州月考)如图所示,三个质量相同的木块放在同一个水平面上,分别给它们施加一个大小均为F的作用力,其中给木块1、3的作用力与水平方向的夹角相同,给木块2的作用力沿水平方向,这时三个木块都做匀速直线运动。比较它们和水平面间的弹力大小N1、N2、N3和摩擦力大小f1、f2、f3,下列判断正确的是( )
A.N1>N2>N3,f1>f2>f3
B.N1>N2>N3,f1=f3N2>N3,f1=f2=f3
解析:选B 对于1、3两个木块,在水平方向上,摩擦力f1=f3=Fcos θ;对于木块2,在水平方向上,摩擦力f2=F,则f1=f3<f2。在竖直方向上,对于木块1,有:N1=Fsin θ+mg;对于木块2,有:N2=mg;对于木块3,有:N3+Fsin θ=mg,则N3=mg-Fsin θ,所以N1>N2>N3。故B正确,A、C、D错误。
8.(2018·晋江期中)如图所示,将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在物理书内,书对A4纸的压力为3 N,A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为( )
A.0.3 N B.0.9 N
C.1.2 N D.1.8 N
解析:选D A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力,
则有:Ff=2μFN=2×0.3×3 N=1.8 N
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当拉力等于摩擦力时,拉力最小,所以有:F=1.8 N。
9.如图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力( )
A.方向向左,大小不变 B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,大小不变 D.方向向右,逐渐减小
解析:选A A、B两物块一起向右做匀减速直线运动时,加速度方向水平向左,大小恒定,由牛顿第二定律可得:FfB=mBa,故B所受的摩擦力方向水平向左,大小为mBa,恒定不变,A正确。
10.(2018·南阳期中)一物块m在水平力拉动下,沿静止的水平传送带由A端运动到B端,如图甲所示,这时所受摩擦力为F1;现开动机械让传送带向左匀速转动,再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端,这时所受摩擦力大小为F2,如图乙所示。则F1、F2的大小关系满足( )
A.F1=F2 B.F1<F2
C.F1>F2 D.上述三种情况都有可能
解析:选A 根据题意,水平传送带静止时和向左匀速转动时,将物块m由传送带的左端匀速拉动到右端的过程中,物块m受到的都是滑动摩擦力,物块与传送带间的动摩擦因数μ和物块对传送带的压力大小都不变,由滑动摩擦力公式F=μFN,得知F1=F2。
考点综合训练
11.(2019·长郡月考)用弹簧测力计测定木块A和木块B间的动摩擦因数μ,有如图所示的两种装置。
(1)为了能够用弹簧测力计读数表示滑动摩擦力,图示装置的两种情况中,木块A是否都要做匀速运动?
(2)若A、B的重力分别为100 N和200 N,甲图中当木块A被拉动时,弹簧测力计的读数为60 N,拉力Fa=130 N,求A、B间的动摩擦因数μ1。
(3)若在第(2)问中,将A匀速拉出,Fa=120 N,求A与地面间的动摩擦因数μ2。
解析:(1)要求摩擦力等于弹簧测力计的读数,甲中B静止,B受到的摩擦力始终等于弹簧测力计示数,所以A不一定要匀速运动;而乙图中,A是运动的,要使A受到的摩擦力始终等于弹簧测力计示数,A一定要做匀速运动。
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(2)甲图中弹簧测力计读数为60 N,则B受到的滑动摩擦力为60 N,对B木块根据二力平衡有:F弹=μ1GB,
则μ1===0.3。
(3)由于甲图中弹簧测力计读数为60 N,即B受到的滑动摩擦力为60 N,设地面对A的摩擦力为f,则对A根据平衡条件:Fa=fBA+f=F弹+f,
故f=120 N-60 N=60 N,
则:μ2===0.2。
答案:(1)不需要 (2)0.3 (3)0.2
12.(2019·南通、盐城联考)如图所示,在水平作用力F的作用下,木板B在水平地面上向左匀速运动,其水平表面上的木块A静止不动,与之相连的固定在竖直墙上的弹簧测力计的示
数为3.2 N。已知木块A重8 N,木板B重12 N。
(1)若此时弹簧测力计的伸长量为1.6 cm,则该弹簧测力计的劲度系数为多少?
(2)木块A与木板B之间的动摩擦因数为多少?
(3)若已知木板与水平地面间的动摩擦因数为0.3,则水平力F为多大?
解析:(1)弹簧测力计的示数为3.2 N,弹簧测力计的伸长量为x=1.6 cm=0.016 m,
由胡克定律得
k== N/m=200 N/m。
(2)A保持静止,A水平方向受到弹簧测力计的拉力和B对A的滑动摩擦力,由平衡条件得到,木块A受到的滑动摩擦力的大小等于弹簧测力计的拉力F,
即fBA=F=3.2 N。
由fBA=μ1GA,得μ1===0.4。
(3)根据牛顿第三定律可知,A对B的摩擦力大小
fAB=fBA=3.2 N,
对B进行受力分析可知,竖直方向
NB=GB+GA=12 N+8 N=20 N
水平方向F-fB-fAB=0
其中fB=μ2NB=0.3×20 N=6 N
联立得F=9.2 N。
答案:(1)200 N/m (2)0.4 (3)9.2 N
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