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1、作業(yè)6 摩擦力
6
一、選擇題
1.(2019年鹽城響水中學(xué)期末)關(guān)于靜摩擦力,下列說法正確的是( )
A.靜摩擦力的方向總與物體的運動方向相反
B.靜摩擦力的大小與相應(yīng)的正壓力成正比
C.靜摩擦力只能在物體靜止時產(chǎn)生
D.靜摩擦力的方向與接觸物體相對運動趨勢的方向相反
解析:靜摩擦力的方向總是與物體的相對運動趨勢方向相反,故A錯誤,D正確;根據(jù)物體的運動狀態(tài)求解靜摩擦力,與正壓力無關(guān),故B錯誤;靜摩擦力可能存在于運動的物體,比如正與皮帶一起斜向上運動的物體,故C錯誤.
答案:D
圖6-1
2.(2019年合肥模擬)如圖6-1所示,物體B疊放在物體A上,A、B的
2、質(zhì)量均為m,且上、下表面均與斜面平行,它們以共同速度沿傾角為θ的固定斜面C勻速下滑,則( )
A.A、B間沒有靜摩擦力
B.A受到B的靜摩擦力方向沿斜面向上
C.A受到斜面的滑動摩擦力大小為2mgsinθ
D.A與B間的動摩擦因數(shù)μ=tanθ
解析:A、B以共同速度沿傾角為θ的固定斜面C勻速下滑,A受到斜面的滑動摩擦力大小為2mgsinθ,A對B的摩擦力等于B的重力沿斜面方向的分力,A錯誤,C正確;由牛頓第三定律可知,A受到B的靜摩擦力方向沿斜面向下,B錯誤;A與B間的摩擦力是靜摩擦力,不能確定A、B之間的動摩擦因數(shù),D錯誤.
答案:C
圖6-2
3.(2018年高考·海
3、南卷)如圖6-2所示,在水平桌面上放置一斜面體P,兩長方體物塊a和b疊放在P的斜面上,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).若將a和b、b與P、P與桌面之間摩擦力的大小分別用f1、f2和f3表示,則( )
A.f1=0,f2≠0,f3≠0
B.f1≠0,f2=0,f3=0
C.f1≠0,f2≠0,f3=0
D.f1≠0,f2≠0,f3≠0
解析:首先對整體受力分析可以知道,整體相對地面沒有相對運動趨勢,故f3=0;再將a和b看成一個整體,a、b整體有相對斜面向下運動的趨勢,故b與P之間有摩擦力,即f2≠0;再對a進(jìn)行受力分析可以知道,由于a處于靜止?fàn)顟B(tài),a相對于b有向下運動的趨勢,故a和b之
4、間存在摩擦力作用,即f1≠0,故C正確.
答案:C
4.物體A的質(zhì)量為1 kg,置于水平地面上,物體與地面的動摩擦因數(shù)為μ=0.2,從t=0開始物體以一定初速度v0向右滑行的同時,受到一個水平向左的恒力F=1 N的作用,則能反映物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象的是下圖中的(取向右為正方向,g=10 m/s2)( )
解析:開始時,滑動摩擦力方向與速度方向相反,即水平向左,大小為Ff=μmg=2 N;當(dāng)物體的速度減到零時,由于物體受到向左的恒力F=1 N的作用,所以物體將受到向右的靜摩擦力,大小等于1 N,選項A正確.
答案:A
圖6-3
5.(2019年衡
5、水一調(diào))裝修工人在搬運材料時施加一個水平拉力將其從水平臺面上拖出,如圖6-3所示,則在勻加速拖出的過程中( )
A.材料與平臺之間的接觸面積逐漸減小,摩擦力逐漸減小
B.材料與平臺之間的相對速度逐漸增大,摩擦力逐漸增大
C.平臺對材料的支持力逐漸減小,摩擦力逐漸減小
D.材料與平臺之間的動摩擦因數(shù)不變,支持力也不變,因而工人的拉力也不變
解析:勻加速拖出材料的過程,只能持續(xù)到材料的重心離開臺面的瞬間,故在勻加速拉動過程中,材料的重心在臺面上,故材料對臺面的壓力不變,材料受到的支持力不變,故C錯誤;而在拉動過程中動摩擦因數(shù)不變,由Ff=μFN可知摩擦力不變,故A、B錯誤;因為摩擦力不
6、變,材料做勻加速直線運動,由牛頓第二定律可知F-Ff=ma,因為加速度不變,摩擦力不變,所以工人的拉力不變,故D正確.
答案:D
圖6-4
6.(2019年甘肅秦安縣盟校聯(lián)考)物體b在力F作用下將物體a壓向光滑的豎直墻壁,a始終處于靜止?fàn)顟B(tài).如圖6-4所示,當(dāng)F逐漸增大時下列說法中正確的是( )
A.a(chǎn)受的摩擦力有兩個
B.a(chǎn)與b間的摩擦力大小隨F的增大而增大
C.a(chǎn)受的摩擦力大小不隨F的增大而變化
D.b相對a的運動趨勢方向豎直向下
解析:對于a,由于墻壁光滑,只受到b對a的摩擦力,選項A錯誤;a還受重力、b對a的壓力、墻壁的彈力、b對a的靜摩擦力.由于a處于平衡狀態(tài),
7、故b對a的摩擦力大小等于a的重力大小,方向豎直向上,F(xiàn)增大,摩擦力大小不變,始終等于a的重力大小,故選項B錯誤,C正確;a相對b的運動趨勢方向豎直向下,故b相對a的運動趨勢方向豎直向上,選項D錯誤.
答案:C
圖6-5
7.一方形木板置在水平地面上,在方形木板的上方有一條狀豎直擋板,擋板的兩端固定于水平地面上,擋板跟木板之間并不接觸.現(xiàn)在有一方形物塊在木板上沿?fù)醢逡阅骋凰俣冗\動,同時方形木板以大小相等的速度向左運動,木板的運動方向與豎直擋板垂直,已知物塊跟豎直擋扳和水平木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ1、μ2,物塊的質(zhì)量為m,重力加速度為g,則豎直擋板對物塊的摩擦力大小為( )
A.0
8、 B.μ1μ2mg
C.μ1μ2mg D.μ1μ2mg
圖6-6
解析:物塊沿運動方向受擋板的摩擦力為f1=μ1FN,因物塊沿?fù)醢暹\動的速度大小等于木板的運動速度,故物塊相對木板的速度方向與擋板成45°角,物塊受木板的摩擦力為f2=μ2mg,其方向與擋板成45°角.則在垂直擋板方向FN=μ2mgcos45°=μ2mg,則f1=μ1FN=μ1μ2mg,故B正確.
答案:B
圖6-7
8.(多選)如圖6-7所示,用一水平力F把A、B兩個物體擠壓在豎直的墻上,A、B兩物體均處于靜止?fàn)顟B(tài),下列判斷正確的是( )
A.B物體對A物體的靜摩擦力方向向下
9、
B.F增大時,A和墻之間的摩擦力也增大
C.若B的重力大于A的重力,則B受到的摩擦力大于墻對A的摩擦力
D.不論A、B的重力哪個大,B受到的摩擦力一定小于墻對A的摩擦力
解析:將A、B視為整體,可以看出A物體受到墻的摩擦力方向豎直向上.對B受力分析可知B受到的摩擦力方向向上,由牛頓第三定律可知B對A的摩擦力方向向下,A正確;由于A、B兩物體受到的重力不變,根據(jù)平衡條件可知B錯誤;A和墻之間的摩擦力與A、B兩物體的總重力等大、反向,故C錯誤,D正確.
答案:AD
圖6-8
9.(多選)有一輛遙控電動玩具汽車,已知車內(nèi)電動馬達(dá)驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動.現(xiàn)玩具汽車的后輪、前輪分別放在平板小車甲
10、、乙之上,如圖6-8所示.按動遙控器上的“前進(jìn)”“后退”鍵,汽車就能前進(jìn)或后退,地面與甲、乙車之間的摩擦力不計.以下敘述正確的是( )
A.按動遙控器上的“前進(jìn)”鍵,甲車對后輪摩擦力向前,甲車相對地面向后退
B.按動遙控器上的“前進(jìn)”鍵,乙車對前輪摩擦力向前,乙車相對地面向前進(jìn)
C.按動遙控器上的“后退”鍵,甲車對后輪摩擦力向后,甲車相對地面向前進(jìn)
D.按動遙控器上的“后退”鍵,乙車對前輪摩擦力向后,乙車相對地面向后退
解析:因為車內(nèi)電動馬達(dá)驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動,汽車前進(jìn)時,后輪受摩擦力向前,前輪受摩擦力向后,汽車后退時,后輪受摩擦力向后,前輪受摩擦力向前,根據(jù)牛頓第三定律知,A、C兩項正
11、確.
答案:AC
圖6-9
10.(2019年重慶巫山中學(xué)月考)(多選)三個相同的物體疊放在水平面上,B物體受到水平拉力的作用,但三個物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖6-9所示,下列說法正確的是( )
A.A與B的接觸面可能是粗糙的
B.各接觸面都一定是粗糙的
C.B與C,C與水平面的接觸面一定是粗糙的
D.C與水平面的接觸面可能是光滑的
解析:物體A與B間沒有摩擦力,故A與B的接觸面可能粗糙也可能光滑,故A正確,B錯誤;將AB和ABC分別看作整體分析可知B與C,C與水平面的接觸面一定是粗糙的,故C正確,D錯誤.
答案:AC
11.(2019年安陽聯(lián)考)(多選)如圖6-10甲
12、所示,A、B兩個物體疊放在水平面上,B的上下表面均水平,A物體與一拉力傳感器相連接,連接力傳感器和物體A的細(xì)繩保持水平.從t=0時刻起,用一水平向右的力F=kt(k為常數(shù))作用在B物體上,力傳感器的示數(shù)隨時間變化的圖線如圖6-10乙所示,已知k、t1、t2,且最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.據(jù)此可求( )
圖6-10
A.A、B之間的最大靜摩擦力
B.水平面與B之間的滑動摩擦力
C.A、B之間的動摩擦因數(shù)μAB
D.B與水平面間的動摩擦因數(shù)μ
解析:當(dāng)A與B之間有相對運動趨勢后,力傳感器才有示數(shù),地面對B的最大靜摩擦力為Ffm=kt1,A、B相對滑動后,力傳感器的示數(shù)保持不變,則
13、FfAB=kt2-Ffm=k(t2-t1),A、B正確;由于A、B的質(zhì)量未知,則μAB和μ不能求出,C、D錯誤.
答案:AB
12.(多選)一物體置于粗糙的固定斜面上保持靜止,現(xiàn)用水平力F推物體,如圖6-11所示,當(dāng)F由0稍許增大時,物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài),則( )
圖6-11
A.物體所受的合力增大
B.斜面對物體的支持力增大
C.斜面對物體的摩擦力增大
D.斜面對物體的作用力增大
解析:當(dāng)F=0時靜摩擦力方向沿斜面向上,大小為Ff=mgsinα.F稍許增大,物體仍保持靜止?fàn)顟B(tài),根據(jù)平衡條件可知合力仍為零,保持不變,故A錯誤;由受力分析圖(如圖6-12所示)可知,斜面對物體
14、的支持力FN=mgcosα+Fsinα,F(xiàn)N增大,故B正確;若Fcosα≤mgsinα,靜摩擦力方向沿斜面向上,由平衡條件得Ff=mgsinα-Fcosα,則F增大,F(xiàn)f減小;若Fcosα>mgsinα,靜摩擦力方向沿斜面向下,由平衡條件得Ff=Fcosα-mgsinα,F(xiàn)增大,F(xiàn)f增大.所以靜摩擦力大小可能減小,也可能增大,故C錯誤;斜面對物體的作用力是支持力和靜摩擦力的合力,根據(jù)平衡條件得,斜面對物體的作用力F′=,F(xiàn)增大,F(xiàn)′增大,故D正確.
圖6-12
答案:BD
二、非選擇題
13.(2019年海南七校聯(lián)盟一聯(lián))如圖6-13所示,兩個相同的物體A、B疊在一起放在粗糙的水平
15、桌面上,連在物體B上的輕繩通過定滑輪與空箱C相連,箱內(nèi)放有一小球與箱右側(cè)內(nèi)壁接觸,整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài).已知A、B的質(zhì)量均為m,C的質(zhì)量為M,小球的質(zhì)量為m0,物體B與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,不計滑輪摩擦和空氣阻力.
圖6-13
(1)分析物體A受幾個力作用?小球受幾個力作用?
(2)求桌面受到物體的摩擦力大?。?
解析:(1)由于整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),表明整個系統(tǒng)處于平衡狀態(tài),系統(tǒng)所受合外力為零,通過隔離法可知,該系統(tǒng)內(nèi)每個物體所受合外力為零.由隔離法可知物體A受兩個力(重力和物體B對其的支持力),小球受重力和箱底對它的支持力兩個力作用.
(2)對空箱和小球組
16、成的系統(tǒng)受力分析,知輕繩的拉力大小
F=(M+m0)g
對A、B組成的系統(tǒng)受力分析,知靜摩擦力大小
Ff=F=(M+m0)g
由牛頓第三定律知,桌面受到物體的摩擦力
Ff′=(M+m0)g.
答案:(1)A受2個力作用,小球受2個力作用
(2)(M+m0)g
14.(2019年江華校級模擬)用彈簧測力計測定木塊A和木塊B間的動摩擦因數(shù)μ,有如圖6-14所示的兩種裝置.
圖6-14
(1)為了能夠用彈簧測力計讀數(shù)表示滑動摩擦力,圖示裝置的兩種情況中,木塊A是否都要做勻速運動?
(2)若木塊A做勻速運動,圖6-14甲中A,B間的摩擦力大小是否等于拉力Fa的大???
17、
(3)若A、B的重力分別為100 N和150 N,圖6-14甲中當(dāng)木塊A被拉動時,彈簧測力計的讀數(shù)為60 N,拉力Fa=110 N,求A、B間的動摩擦因數(shù)μ.
解析:(1)題圖6-14甲裝置中只要A相對B滑動即可,彈簧測力計的拉力大小等于B受到的滑動摩擦力大??;題圖6-14乙裝置中要使彈簧測力計的拉力大小等于A受到的摩擦力大小,A必須做勻速直線運動,即處于平衡狀態(tài).
(2)題圖6-12甲中A受B和地面的滑動摩擦力而使A處于勻速運動狀態(tài),應(yīng)是這兩個滑動摩擦力的大小之和等于拉力Fa的大?。?
(3)FN=GB=150 N,B所受滑動摩擦力大小等于此時彈簧測力計讀數(shù),即為Ff=60 N,則由Ff=μFN可求得μ=0.4.(注:滑動摩擦力與Fa的大小無關(guān),這種實驗方案顯然優(yōu)于題圖6-14乙裝置的方案)
答案:(1)題圖6-14甲中A可以不做勻速運動,題圖6-14乙中A必須做勻速運動
(2)不等于 (3)0.4
7