3-2摩擦力(解析版)-高一物理同步備課系列

3.2摩擦力單項(xiàng)選擇題：每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。1．（2021·湖北武漢市·高一期末）如圖所示，在平衡木比賽中，運(yùn)動(dòng)員靜止在平衡木上。下列說(shuō)法正確的是（）A．平衡木對(duì)人的力和人對(duì)平衡木的力相同B．過(guò)運(yùn)動(dòng)員的重心作垂線，垂線與平衡木的交點(diǎn)可能在運(yùn)動(dòng)員腳的前方C．平衡木對(duì)運(yùn)動(dòng)員的摩擦力沿水平方向D．運(yùn)動(dòng)員受到了支持力是因?yàn)槠胶饽景l(fā)生了形變【答案】D【解析】A．對(duì)于平衡木對(duì)人的力和人對(duì)平衡木的力，這兩個(gè)力的施力物體和受力物體均不同，不是同一個(gè)力，故A錯(cuò)誤；B．運(yùn)動(dòng)員為了能夠保持身體的穩(wěn)定，重心垂線與平衡木的交點(diǎn)應(yīng)過(guò)運(yùn)動(dòng)員的腳掌位置，故B錯(cuò)誤；C．運(yùn)動(dòng)員相對(duì)平衡木不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以摩擦力為零，故C錯(cuò)誤；D．運(yùn)動(dòng)員受到了支持力是因?yàn)槠胶饽景l(fā)生了形變，故D正確。故選D。2．（2021·浙江高三三模）打印機(jī)在正常工作的情況下，進(jìn)紙系統(tǒng)能做到每次只進(jìn)一張紙。進(jìn)紙系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，設(shè)圖中剛好有20張相同的紙，每張紙的質(zhì)量均為m，搓紙輪按圖示方向轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)最上面的第1張紙向右運(yùn)動(dòng)，搓紙輪與紙張之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，紙張與紙張之間、紙張與底部摩擦片之間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為，工作時(shí)搓紙輪給第1張紙壓力大小為F。打印機(jī)正常工作時(shí)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．第2張紙受到第3張紙的摩擦力方向向左B．第10張紙與第11張之間的摩擦力大小可能為C．第20張紙與摩擦片之間的摩擦力為D．若，則進(jìn)紙系統(tǒng)不能進(jìn)紙【答案】B【解析】A．第2張紙相對(duì)第3張紙向右運(yùn)動(dòng)，所以第2張紙受到第3張紙的摩擦力方向向左，故A正確；BC．工作時(shí)搓紙輪給第1張紙壓力大小為F，第1張紙對(duì)第2張紙的壓力為F+mg，所以第2張以下的紙沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，只有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以第2張以下的紙之間以及第20張紙與摩擦片之間的摩擦力均為靜摩擦力，大小均為μ2(F+mg)，故B錯(cuò)誤，C正確；D．若μ1=μ2，搓紙輪與第1張紙之間的摩擦力為μ1F，第1張紙受到第2張紙的滑動(dòng)摩擦力為μ2（F+mg），則有搓紙輪與第1張紙之間會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，不會(huì)進(jìn)紙，打印機(jī)不會(huì)正常工作，故D正確。本題選錯(cuò)誤，故選B。3．（2021·浙江溫州市·高三三模）如圖所示，一位同學(xué)用雙手水平夾起一摞書(shū)，并停留在空中。已知手掌與書(shū)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.3，書(shū)與書(shū)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.2，設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動(dòng)摩擦力大小。若每本書(shū)的質(zhì)量為0.2kg，該同學(xué)對(duì)書(shū)的水平正壓力為200N，每本書(shū)均呈豎直狀態(tài)，則下列說(shuō)法正確的是（）A．每本書(shū)受到的摩擦力的合力大小不等B．書(shū)與書(shū)之間的摩擦力大小均相等C．他最多能夾住42本書(shū)D．他最多能夾住60本書(shū)【答案】C【解析】A．每本書(shū)受到的摩擦力的合力與重力平衡，若每本書(shū)的質(zhì)量相同，則它受到的摩擦力的合力大小相等，A錯(cuò)誤；B．越靠外側(cè)，書(shū)與書(shū)間的摩擦力越大，B錯(cuò)誤；CD．以這一摞書(shū)這研究對(duì)象，每只手對(duì)其的最大靜摩擦力為=60N這一摞書(shū)受力平衡解得n1=60但書(shū)與書(shū)間的最大靜摩擦力為=40N除了左右兩側(cè)跟手接觸的兩本書(shū)，以剩下的這一部分書(shū)為對(duì)象，由平衡條件解得n2=40加跟手接觸的兩本書(shū)，共42本書(shū)。所以C正確，D錯(cuò)誤。故選C。4．（2021·浙江高三月考）測(cè)反應(yīng)時(shí)間的示意圖如圖所示，一位同學(xué)用兩個(gè)手指捏住直尺的頂端，另一位同學(xué)用一只手在直尺下方做捏住直尺的準(zhǔn)備，但手不能碰到直尺。忽略空氣阻力，直尺由靜止釋放，測(cè)出直尺被捏住時(shí)其降落的高度﹐根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)知識(shí)，可以算出另一位同學(xué)做出反應(yīng)的時(shí)間，下列說(shuō)法正確的是（）A．直尺靜止時(shí)，直尺對(duì)手指有5個(gè)力的作用B．直尺靜止時(shí)，直尺對(duì)手指有4個(gè)力的作用C．靜止時(shí)，直尺受到的摩擦力與手指對(duì)其的正壓力成正比D．直尺受到的壓力，是直尺發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的【答案】B【解析】AB．直尺靜止時(shí)，有兩個(gè)接觸面，每個(gè)面都有一個(gè)彈力和摩擦力，則直尺對(duì)手指有4個(gè)力的作用，所以A錯(cuò)誤；B正確；C．靜止時(shí)，直尺受到的摩擦力為靜摩擦力，與手指對(duì)其的正壓力無(wú)關(guān)，大小總是等于重力，所以C錯(cuò)誤；D．直尺受到的壓力，是手發(fā)生彈性形變產(chǎn)生的，所以D錯(cuò)誤；故選B。5．（2021·浙江高一月考）關(guān)于相互接觸的兩個(gè)物體之間的彈力和摩擦力，以下說(shuō)法中正確的是（）A．壓力是由于重力產(chǎn)生的B．有彈力必定有摩擦力C．摩擦力的大小一定與彈力大小成正比D．摩擦力的方向與彈力方向始終垂直【答案】D【解析】A．壓力是兩個(gè)相互接觸的物體間的作用力，所以，壓力與重力沒(méi)有必然聯(lián)系，壓力也不一定是由于重力產(chǎn)生的，A錯(cuò)誤；B．摩擦力產(chǎn)生的條件是：相互接觸、有彈力、接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以有彈力不一定有摩擦力，B錯(cuò)誤；C．靜摩擦力的大小與外力有關(guān)，不與彈力成正比，滑動(dòng)摩擦力的大小與彈力成正比，C錯(cuò)誤；D．摩擦力的方向沿著接觸面的方向，彈力的方向與接觸面垂直，所以摩擦力方向與彈力方向始終垂直，D正確。故選D。6．（2021·浙江高一月考）如圖所示，甲、乙、丙三個(gè)物體質(zhì)量相同，與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)相同，受到三個(gè)大小相同的作用力F，當(dāng)它們滑動(dòng)時(shí)，受到的摩擦力大小是（）A．甲、乙、丙所受摩擦力相同 B．甲受到的摩擦力最小C．乙受到的摩擦力最小 D．丙受到的摩擦力最大【答案】B【解析】甲、乙、丙三個(gè)物體中，甲對(duì)地面的正壓力最小，乙對(duì)地面的正壓力最大，所以甲受到的摩擦力最小，乙受到的摩擦力最大，故B正確。故選B。7．（2021·上海楊浦區(qū)·高三月考）某同學(xué)騎自行車(chē)時(shí)，地面對(duì)前輪的摩擦力為，對(duì)后輪的摩擦力為。當(dāng)他推自行車(chē)時(shí)，地面對(duì)前輪的摩擦力為，對(duì)后輪的摩擦力為（）A．與同向 B．與同向C．與車(chē)前進(jìn)方向相同 D．與車(chē)前進(jìn)方向相同【答案】B【解析】自行車(chē)后輪是驅(qū)動(dòng)輪，所以騎行時(shí)，后輪摩擦力向前，前輪摩擦力向后，推行時(shí)，前后輪摩擦力均向后。故選B。8．（2020·江蘇南通市·海門(mén)市第一中學(xué)高一期中）如圖所示，小明同學(xué)借助放滿(mǎn)書(shū)籍的整理箱做摩擦力探究實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)隨著水平拉力的增大，靜止的整理箱開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，箱子運(yùn)動(dòng)后，發(fā)現(xiàn)拉動(dòng)箱子反而比剛拉動(dòng)時(shí)省力，若假設(shè)小明施加的水平拉力隨時(shí)間均勻增加，則下列能正確反映整理箱所受摩擦力隨時(shí)間變化的圖像是（）A．B．C． D．【答案】C【解析】剛開(kāi)始整理箱處于靜止?fàn)顟B(tài)，所受到的摩擦力是靜摩擦力，靜摩擦力等于拉力，隨著拉力的增大而增大，當(dāng)剛要開(kāi)始滑動(dòng)時(shí)達(dá)到最大靜摩擦力，當(dāng)整理箱運(yùn)動(dòng)起來(lái)后受到的是滑動(dòng)摩擦力，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力是一個(gè)定值，而滑動(dòng)摩擦力力略小于最大靜摩擦力。故選C。二、多項(xiàng)選擇題：每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分。9．（2020·江蘇省鎮(zhèn)江中學(xué)高三開(kāi)學(xué)考試）如圖所示，一木板B放在水平面上，木塊A放在木板B的上面，A的右端通過(guò)一不可伸長(zhǎng)的輕繩固定在直立墻壁上，用力F向左拉動(dòng)木板B，使它以速度v做勻速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)輕繩的張力為FT。下列說(shuō)法中正確的是（）

A．木塊A受到靜摩擦力，方向向右B．木塊A受到的滑動(dòng)摩擦力大小等于FTC．若木板B以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則A受到的摩擦力大小等于FTD．若木板B以2v的速度勻速運(yùn)動(dòng)，則向左的拉力大小為2F【答案】BC【解析】A．因?yàn)閮晌矬w相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以木塊A受到滑動(dòng)摩擦力，方向向左。A錯(cuò)誤；B．根據(jù)二力平衡，木塊A受到的滑動(dòng)摩擦力大小等于FT。B正確；C．木板運(yùn)動(dòng)的速度大小不影響兩物體間的滑動(dòng)摩擦力大小，所以A受到的摩擦力大小等于FT。C正確；D．只要木板勻速運(yùn)動(dòng)，則木板所受到的合力為零，所以拉力不變。D錯(cuò)誤。故選BC。10．（2021·浙江高一期中）用如圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律：把木塊放在水平長(zhǎng)木板上，在彈簧測(cè)力計(jì)的指針左邊輕塞一個(gè)小紙團(tuán)（有一定寬度），它只能被指針向左推動(dòng)。用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊，使拉力由零緩慢增大。下列說(shuō)法正確的是（）

A．木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前，摩擦力逐漸增大B．當(dāng)拉力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)木塊開(kāi)始移動(dòng)，此時(shí)拉力會(huì)突然變小C．該實(shí)驗(yàn)裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小D．最終小紙團(tuán)的左側(cè)位置對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)等于最大靜摩擦力的大小【答案】ABC【解析】由題意可知，開(kāi)始時(shí)木塊保持不動(dòng)，木塊受靜摩擦力，根據(jù)平衡條件可知摩擦力始終等于拉力，故摩擦力大小隨拉力的增大而增大，而當(dāng)增大拉力達(dá)到某一大小時(shí)，木塊開(kāi)始滑動(dòng)，此時(shí)說(shuō)明木塊恰好達(dá)到最大靜摩擦力，可以記錄最大靜摩擦力的大小，而由于滑動(dòng)摩擦力要小于最大靜摩擦力，所以木塊移動(dòng)后拉力將減小，木塊移動(dòng)后拉力將減小，根據(jù)紙團(tuán)的位置即可記錄下最大靜摩擦力。故選ABC。11．（2020·江蘇省板浦高級(jí)中學(xué)高一期中）如圖所示，質(zhì)量為m的木塊被水平推力壓著，靜止在豎直墻壁上，當(dāng)推力F的大小增加到2F時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．木塊受墻面彈力的原因是由于木塊發(fā)生形變B．木塊所受墻面的摩擦力不變C．木塊會(huì)沿墻面下滑D．木塊所受墻面的彈力增加到原來(lái)的2倍【答案】BD【解析】A．木塊受墻面彈力的原因是由于墻面發(fā)生形變產(chǎn)生的，A錯(cuò)誤；BCD．木塊處于靜止，推力和墻壁的彈力平衡，重力和靜摩擦力平衡，摩擦力方向豎直向上；當(dāng)推力增大為原來(lái)的2倍，則木塊所受墻面的彈力增加到原來(lái)的2倍，但摩擦力大小始終等于重力，保持不變，而方向與重力方向相反，豎直向上，BD正確，C錯(cuò)誤；故選BD。12．（2020·江蘇泰州市·姜堰中學(xué)高一月考）如圖所示，木塊質(zhì)量為2kg，放在水平地面上，在F=6N的水平拉力作用下向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，速度為1m/s。則下列說(shuō)法中正確的是（）A．以1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受到的摩擦力大小為6NB．當(dāng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.3C．當(dāng)用8N的水平拉力使木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受到的摩擦力為8ND．將水平拉力F撤去后，木塊運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越慢，木塊受到的摩擦力越來(lái)越小【答案】AB【解析】A．以1m/s的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受力平衡，則F=f，則木塊受到的摩擦力大小為6N，選項(xiàng)A正確；B．當(dāng)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，它與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為選項(xiàng)B正確；C．當(dāng)用8N的水平拉力使木塊運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受到的摩擦力仍為6N，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．將水平拉力F撤去后，木塊運(yùn)動(dòng)得越來(lái)越慢，木塊受到的摩擦力不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AB。三、非選擇題13．（2020·上海市晉元高級(jí)中學(xué)高一月考）如圖甲所示，一人用由零逐漸增大的水平力F推靜止于水平地面上質(zhì)量為5kg的木箱，木箱所受的摩擦力f與F的關(guān)系如圖乙所示，g取10m/s2，木箱所受的最大靜摩擦力為_(kāi)__________N，木箱與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為_(kāi)__________。【答案】210.4【解析】[1]由圖可知，木箱所受的最大靜摩擦力為21N；[2]木箱與地面間的滑動(dòng)摩擦力為20N，則動(dòng)摩擦因數(shù)14．（2020·上海市復(fù)旦中學(xué)高一期中）如圖所示，力G=100N的物體，在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1的水平面上向左運(yùn)動(dòng)，同時(shí)受到大小為20N，方向向右的水平力F的作用，則物體所受摩擦力的大小為_(kāi)_______N，合力大小為_(kāi)_______N?！敬鸢浮?030【解析】[1]物體所受摩擦力的大小為[2]力F與摩擦力f同向，則合力大小為15．（2020·北京高二學(xué)業(yè)考試）某同學(xué)利用圖所示的裝置研究物塊與木板之間的摩擦力。實(shí)驗(yàn)臺(tái)上固定一個(gè)力傳感器，傳感器用細(xì)線拉住物塊，物塊放置在粗糙的長(zhǎng)木板上。水平向左拉動(dòng)木板，傳感器記錄的F-t圖像如圖所示。從F-t圖像可以看出在1.0~1.2s時(shí)間內(nèi)，物塊與木板之間的摩擦力是_________（選填“靜摩擦力”或“滑動(dòng)摩擦力”），物塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力大小約為_(kāi)________N。【答案】靜摩擦力2.0【解析】[1]1.0~1.2s時(shí)間內(nèi)，木板還未拉動(dòng)，摩擦力隨外力的增大逐漸增大，物塊與木板之間是靜摩擦力。[2]木板運(yùn)動(dòng)過(guò)程，物塊與木板之間的滑動(dòng)摩擦力與細(xì)繩拉力大小相等，由圖中數(shù)據(jù)可知，滑動(dòng)摩擦力大小約為2.0N。16．（2021·山東高三專(zhuān)題練習(xí)）實(shí)驗(yàn)桌上放有小木塊、長(zhǎng)木板、輕彈簧、毫米刻度尺、細(xì)線等，物理興趣小組的同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，間接測(cè)量小木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）如圖甲將彈簧豎直懸掛，用刻度尺測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度（2）在圖甲的基礎(chǔ)上，將小木塊掛在彈簧下端（如圖乙），用刻度尺測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度__。（3）將長(zhǎng)木板固定在水平面上，如圖丙，用彈簧拉著小木塊__（選填“水平勻速運(yùn)動(dòng)”或“水平加速運(yùn)動(dòng)”，測(cè)出此時(shí)彈簧的長(zhǎng)度。（4）根據(jù)上面的操作，可以得出小木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)__（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）?！敬鸢浮?.70水平勻速運(yùn)動(dòng)0.44【解析】(2)[1]將小木塊掛在彈簧下端（如圖乙），用刻度尺測(cè)出彈簧的長(zhǎng)度。(3)[2]將長(zhǎng)木板固定在水平面上，如圖丙，用彈簧拉著小木塊水平勻速運(yùn)動(dòng)，則木塊所受的滑動(dòng)摩擦力與彈簧的拉力大小相等。(4)[3]小木塊豎直懸掛時(shí)，根據(jù)胡克定律有用彈簧水平勻速拉小木塊時(shí)，由平衡條件和胡克定律有小木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)聯(lián)立得17．（2021·浙江高一月考）如圖所示。水平地面上有一重的物體，物體受到一個(gè)水平向右、大小為的拉力F作用，物體與地面之間的動(dòng)摩擦因素為0.2，設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，求物體對(duì)地面的摩擦力的大小和方向?！敬鸢浮?0N；水平向右【解析】物體受到的最大靜摩擦力為因?yàn)樗?，物體不