2025年高考物理復(fù)習(xí)六：摩擦力（含解析）

PAGE六摩擦力(40分鐘80分)【基礎(chǔ)鞏固練】1.(6分)(2024·揚(yáng)州模擬)某學(xué)校學(xué)生軍訓(xùn)開展反恐演練。如圖所示為某同學(xué)沿豎直桿向上加速爬升的情景,則該同學(xué)()A.受到的摩擦力方向向下B.手握桿的力是由手的形變產(chǎn)生的C.手握桿的力越大,該同學(xué)受到的摩擦力越大D.手握得越緊,桿與手之間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)越大2.(6分)如圖所示,某同學(xué)用一雙筷子夾起質(zhì)量為m的圓柱形重物,已知圓柱豎直、半徑為r,筷子水平,交叉點(diǎn)到圓柱接觸點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)=4r,每根筷子對(duì)圓柱的壓力大小為2mg,重力加速度大小為g,下列說法正確的是()A.每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為12B.每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為22C.每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為32D.若增大筷子與圓柱間的壓力,摩擦力大小不變【加固訓(xùn)練】(2024·鎮(zhèn)江模擬)2023年杭州亞運(yùn)會(huì)乒乓球比賽場(chǎng)館拱墅運(yùn)河體育館呈橢球形。為了簡(jiǎn)化,將屋頂近似為半球形,某警衛(wèi)人員在執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí),必須在屋頂上向上緩慢爬行,他在爬行的過程中屋頂對(duì)他的()A.摩擦力變大 B.支持力變小C.支持力不變 D.合力保持不變3.(6分)(生活?yuàn)蕵?釣魚是一項(xiàng)休閑運(yùn)動(dòng),如圖所示,某時(shí)刻魚在水中掙扎時(shí)對(duì)輕質(zhì)魚線施加的拉力為150N,魚線與水平方向的夾角為37°,釣魚者和魚竿的總質(zhì)量為60kg,釣魚者未與水平地面出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,g取10N/kg),下列說法正確的是()A.釣魚者對(duì)魚竿的力沿竿向下B.釣魚者對(duì)地面的壓力小于600NC.釣魚者對(duì)地面的摩擦力為120ND.釣魚者的腳與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為0.154.(6分)(多選)如圖2所示模型,設(shè)航母表面為一平面,阻攔索兩端固定,并始終與航母平面平行。艦載機(jī)從正中央鉤住阻攔索,實(shí)現(xiàn)減速。阻攔索為彈性裝置,剛剛接觸阻攔索就處于繃緊狀態(tài),下列說法正確的是()A.艦載機(jī)落在航母上鉤住阻攔索時(shí),只受重力、阻攔索的拉力和航母平面的摩擦力三個(gè)力作用B.艦載機(jī)鉤住阻攔索繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的過程中,阻攔索對(duì)艦載機(jī)的彈力在變大C.艦載機(jī)鉤住阻攔索繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的過程中,艦載機(jī)所受摩擦力一直在變大D.當(dāng)阻攔索被拉至夾角為120°時(shí),設(shè)阻攔索的張力為F,則阻攔索對(duì)艦載機(jī)的拉力大小為F5.(6分)如圖,水平桌面上等間距放置幾支光滑的玻璃管,玻璃管上放一張輕薄的復(fù)合板,在復(fù)合板上放一輛電動(dòng)遙控小車。啟動(dòng)遙控小車的前進(jìn)擋,啟動(dòng)時(shí)輪胎不打滑,則()A.小車向左運(yùn)動(dòng),受到向左的滑動(dòng)摩擦力B.小車向左運(yùn)動(dòng),受到向右的滑動(dòng)摩擦力C.復(fù)合板受到小車的滑動(dòng)摩擦力作用而向右運(yùn)動(dòng)D.復(fù)合板受到小車的靜摩擦力作用而向右運(yùn)動(dòng)6.(6分)(2023·南昌模擬)將手機(jī)置于可調(diào)節(jié)角度的支架吸盤上,從①位置調(diào)節(jié)到②位置的過程中,手機(jī)始終未與支架吸盤發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),下列關(guān)于手機(jī)受到的摩擦力f、支架對(duì)手機(jī)的作用力F說法正確的是()A.摩擦力f變大,作用力F不變B.摩擦力f不變,作用力F變大C.摩擦力f變小,作用力F變小D.摩擦力f先變大后變小,作用力F不變7.(10分)(生產(chǎn)生活)(2023·宜春模擬)居民樓改造需要把建材吊運(yùn)到樓頂。如圖,建材的質(zhì)量m=15kg,人的質(zhì)量M=60kg,緩慢吊運(yùn)過程中,某時(shí)刻輕繩OA、OB分別與豎直方向的夾角為α=30°、β=60°,g取10m/s2。求該時(shí)刻:(1)輕繩OA和OB上的拉力大小;(2)為使人保持靜止,試求人與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值。(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等)【綜合應(yīng)用練】8.(6分)(多選)如圖所示,A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等,它們與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)也相同。三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。則下列說法正確的是()A.A物體受到的摩擦力方向向右B.B、C受到的摩擦力方向相同C.B、C受到的摩擦力方向相反D.若傳送帶突然加速,則A物體受到的摩擦力向右9.(6分)(2023·揚(yáng)州模擬)如圖所示,傾角θ=30°的斜面上有一重力為G的物體,在與斜面底邊平行的水平推力作用下沿斜面上的虛線勻速運(yùn)動(dòng)。已知φ=45°,則()A.物體不可能沿虛線向下運(yùn)動(dòng)B.物體可能沿虛線向上運(yùn)動(dòng)C.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=3D.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=610.(6分)(2023·南陽模擬)如圖所示,物體置于水平傳送帶上,物體兩邊安裝了固定光滑的水平桿A、B限制物體只能在其間運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為m,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體在水平拉力F的作用下以恒定速度v0勻速運(yùn)動(dòng)。傳送帶向右運(yùn)動(dòng),其速度大小可改變,則下列說法正確的是()A.物體所受摩擦力與傳送帶速度無關(guān)B.傳動(dòng)帶速度越大,所需拉力越大C.物體對(duì)水平桿B有壓力D.當(dāng)傳送帶速度為v時(shí),拉力的大小F=μmgv【情境創(chuàng)新練】11.(16分)在實(shí)驗(yàn)室中做實(shí)驗(yàn)時(shí),為了避免手與危險(xiǎn)藥品直接接觸,我們可以用取物夾夾住長(zhǎng)方形托盤,如圖甲所示,側(cè)視圖如圖乙所示。已知托盤的質(zhì)量為m=120g,托盤側(cè)邊與豎直方向的夾角為θ=53°,與托盤兩側(cè)共有4個(gè)接觸點(diǎn),設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度g取10m/s2。當(dāng)托盤水平靜止時(shí),求:(1)托盤對(duì)取物夾每個(gè)接觸點(diǎn)彈力的大小;(2)取物夾與托盤側(cè)邊接觸點(diǎn)間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的最小值。解析版1.(6分)(2024·揚(yáng)州模擬)某學(xué)校學(xué)生軍訓(xùn)開展反恐演練。如圖所示為某同學(xué)沿豎直桿向上加速爬升的情景,則該同學(xué)()A.受到的摩擦力方向向下B.手握桿的力是由手的形變產(chǎn)生的C.手握桿的力越大,該同學(xué)受到的摩擦力越大D.手握得越緊,桿與手之間的動(dòng)摩擦因數(shù)就會(huì)越大【解析】選B。由于該同學(xué)相對(duì)于桿的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)向下,則受到的摩擦力方向向上,A錯(cuò)誤;由于手發(fā)生形變,產(chǎn)生對(duì)桿的力,B正確;手握桿的力影響滑動(dòng)摩擦力,實(shí)際的靜摩擦力與加速度有關(guān),C錯(cuò)誤;動(dòng)摩擦因數(shù)與材料、粗糙程度有關(guān),與彈力大小無關(guān),D錯(cuò)誤。2.(6分)如圖所示,某同學(xué)用一雙筷子夾起質(zhì)量為m的圓柱形重物,已知圓柱豎直、半徑為r,筷子水平,交叉點(diǎn)到圓柱接觸點(diǎn)的距離均為L(zhǎng)=4r,每根筷子對(duì)圓柱的壓力大小為2mg,重力加速度大小為g,下列說法正確的是()A.每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為12B.每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為22C.每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為32D.若增大筷子與圓柱間的壓力,摩擦力大小不變【解析】選B。重物在豎直方向上由平衡條件可知2fy=mg,解得fy=mg2,俯視水平方向受力分析如圖,2N×r17r=2fxN=2mg,解得fx=mg2,所以每根筷子與圓柱體間的摩擦力大小為f=fx2【加固訓(xùn)練】(2024·鎮(zhèn)江模擬)2023年杭州亞運(yùn)會(huì)乒乓球比賽場(chǎng)館拱墅運(yùn)河體育館呈橢球形。為了簡(jiǎn)化,將屋頂近似為半球形,某警衛(wèi)人員在執(zhí)行特殊任務(wù)時(shí),必須在屋頂上向上緩慢爬行,他在爬行的過程中屋頂對(duì)他的()A.摩擦力變大 B.支持力變小C.支持力不變 D.合力保持不變【解析】選D。對(duì)警衛(wèi)人員受力分析,側(cè)面受力如圖所示:根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件,將F支、Ff進(jìn)行力的合成,可得F支=Gcosθ,Ff=Gsinθ,當(dāng)緩慢向上爬行時(shí),θ漸漸變小,則F支變大,故B、C錯(cuò)誤;當(dāng)緩慢向上爬行時(shí),θ漸漸變小,則Ff變小,故A錯(cuò)誤;緩慢向上爬,說明每時(shí)刻都處于平衡狀態(tài),所以所受合力都為0,不變化。故D正確。3.(6分)(生活?yuàn)蕵?釣魚是一項(xiàng)休閑運(yùn)動(dòng),如圖所示,某時(shí)刻魚在水中掙扎時(shí)對(duì)輕質(zhì)魚線施加的拉力為150N,魚線與水平方向的夾角為37°,釣魚者和魚竿的總質(zhì)量為60kg,釣魚者未與水平地面出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。(已知cos37°=0.8,sin37°=0.6,g取10N/kg),下列說法正確的是()A.釣魚者對(duì)魚竿的力沿竿向下B.釣魚者對(duì)地面的壓力小于600NC.釣魚者對(duì)地面的摩擦力為120ND.釣魚者的腳與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為0.15【解析】選C。魚線對(duì)魚竿有水平向左的拉力和豎直向下的拉力,則釣魚者對(duì)魚竿有水平向右的力和豎直向上的力,即釣魚者對(duì)魚竿的力斜向右上方,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;對(duì)魚竿和釣魚者的整體,因魚線對(duì)魚竿有豎直向下的拉力,釣魚者對(duì)地面的壓力大于釣魚者和魚竿的總重力,即大于600N,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;釣魚者對(duì)地面的摩擦力等于魚線拉力的水平分量,即大小為f=Tcos37°=120N,選項(xiàng)C正確;釣魚者的腳與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)至少為μ=fFN=fmg+T4.(6分)(多選)如圖2所示模型,設(shè)航母表面為一平面,阻攔索兩端固定,并始終與航母平面平行。艦載機(jī)從正中央鉤住阻攔索,實(shí)現(xiàn)減速。阻攔索為彈性裝置,剛剛接觸阻攔索就處于繃緊狀態(tài),下列說法正確的是()A.艦載機(jī)落在航母上鉤住阻攔索時(shí),只受重力、阻攔索的拉力和航母平面的摩擦力三個(gè)力作用B.艦載機(jī)鉤住阻攔索繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的過程中,阻攔索對(duì)艦載機(jī)的彈力在變大C.艦載機(jī)鉤住阻攔索繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的過程中,艦載機(jī)所受摩擦力一直在變大D.當(dāng)阻攔索被拉至夾角為120°時(shí),設(shè)阻攔索的張力為F,則阻攔索對(duì)艦載機(jī)的拉力大小為F【解析】選B、D。艦載機(jī)落在航母上鉤住阻攔索時(shí),只受重力、阻攔索的拉力、航母平面的摩擦力和甲板的支持力四個(gè)力作用,故A錯(cuò)誤;艦載機(jī)鉤住阻攔索繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的過程中,阻攔索形變量逐漸增大,故阻攔索對(duì)艦載機(jī)的彈力在變大,故B正確;艦載機(jī)鉤住阻攔索繼續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的過程中,根據(jù)f=μFN,可知甲板對(duì)艦載機(jī)的支持力不變,艦載機(jī)所受摩擦力不變,故C錯(cuò)誤;當(dāng)阻攔索被拉至夾角為120°時(shí),設(shè)阻攔索的張力為F,根據(jù)力的合成可知阻攔索對(duì)艦載機(jī)的拉力大小為F,故D正確。5.(6分)如圖,水平桌面上等間距放置幾支光滑的玻璃管,玻璃管上放一張輕薄的復(fù)合板,在復(fù)合板上放一輛電動(dòng)遙控小車。啟動(dòng)遙控小車的前進(jìn)擋,啟動(dòng)時(shí)輪胎不打滑,則()A.小車向左運(yùn)動(dòng),受到向左的滑動(dòng)摩擦力B.小車向左運(yùn)動(dòng),受到向右的滑動(dòng)摩擦力C.復(fù)合板受到小車的滑動(dòng)摩擦力作用而向右運(yùn)動(dòng)D.復(fù)合板受到小車的靜摩擦力作用而向右運(yùn)動(dòng)【解析】選D。小車向左運(yùn)動(dòng),由于小車的輪胎與復(fù)合板間無相對(duì)滑動(dòng),則受到的是靜摩擦力,方向向左,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由牛頓第三定律可知,復(fù)合板受到小車向右的靜摩擦力作用而向右運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。6.(6分)(2023·南昌模擬)將手機(jī)置于可調(diào)節(jié)角度的支架吸盤上,從①位置調(diào)節(jié)到②位置的過程中,手機(jī)始終未與支架吸盤發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),下列關(guān)于手機(jī)受到的摩擦力f、支架對(duì)手機(jī)的作用力F說法正確的是()A.摩擦力f變大,作用力F不變B.摩擦力f不變,作用力F變大C.摩擦力f變小,作用力F變小D.摩擦力f先變大后變小,作用力F不變【解析】選A。受力分析如圖所示:由圖可知,因?yàn)橐芰ζ胶?所以手機(jī)支架對(duì)手機(jī)的支持力、摩擦力與手機(jī)的重力平衡,并且手機(jī)支架對(duì)手機(jī)的支持力與摩擦力垂直。所以由圖可知,手機(jī)支架對(duì)手機(jī)的摩擦力增大,手機(jī)支架對(duì)手機(jī)的支持力也增大,而手機(jī)支架對(duì)手機(jī)的作用力大小等于手機(jī)重力的大小,并且方向相反。故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。7.(10分)(生產(chǎn)生活)(2023·宜春模擬)居民樓改造需要把建材吊運(yùn)到樓頂。如圖,建材的質(zhì)量m=15kg,人的質(zhì)量M=60kg,緩慢吊運(yùn)過程中,某時(shí)刻輕繩OA、OB分別與豎直方向的夾角為α=30°、β=60°,g取10m/s2。求該時(shí)刻:(1)輕繩OA和OB上的拉力大小;答案:(1)1503N150N【解析】(1)設(shè)輕繩OA、OB上的拉力分別為TOA和TOB,根據(jù)共點(diǎn)力平衡可得TOAcosα=mg+TOBcosβ,TOAsinα=TOBsinβ聯(lián)立代入數(shù)值解得TOA=1503N,TOB=150N。(2)為使人保持靜止,試求人與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值。(設(shè)最大靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力相等)答案:(2)3【解析】(2)對(duì)人進(jìn)行受力分析,豎直方向有FN+TOBcosβ=Mg解得FN=525N根據(jù)牛頓第三定律可得人對(duì)地面的壓力大小為F'N=525N對(duì)人根據(jù)平衡條件可得μF'N≥TOBsinβ解得μ≥3則人與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)的最小值為37【綜合應(yīng)用練】8.(6分)(多選)如圖所示,A、B、C三個(gè)物體質(zhì)量相等,它們與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)也相同。三個(gè)物體隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)方向如圖中箭頭所示。則下列說法正確的是()A.A物體受到的摩擦力方向向右B.B、C受到的摩擦力方向相同C.B、C受到的摩擦力方向相反D.若傳送帶突然加速,則A物體受到的摩擦力向右【解析】選B、D。A物體與傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng),它們之間無相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),即無摩擦力作用,故A錯(cuò)誤;B、C兩物體雖運(yùn)動(dòng)方向不同,但都處于平衡狀態(tài),由沿傳送帶方向所受合力為零可知,B、C兩物體均受沿傳送帶方向向上的摩擦力作用,故B正確,C錯(cuò)誤;若傳送帶突然加速,根據(jù)牛頓第二定律,可知A受到向右的摩擦力作用,故D正確。9.(6分)(2023·揚(yáng)州模擬)如圖所示,傾角θ=30°的斜面上有一重力為G的物體,在與斜面底邊平行的水平推力作用下沿斜面上的虛線勻速運(yùn)動(dòng)。已知φ=45°,則()A.物體不可能沿虛線向下運(yùn)動(dòng)B.物體可能沿虛線向上運(yùn)動(dòng)C.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=3D.物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=6【解析】選D。對(duì)物體進(jìn)行受力分析,物體受重力G、支持力N、推力F和摩擦力f的作用。將重力分解為沿斜面向下且垂直于斜面底邊的分力G1=Gsinθ和與斜面垂直的分力G2=Gcosθ,側(cè)視圖如圖所示。由圖可知,G2與N大小相等,方向相反,故可將物體的運(yùn)動(dòng)等效為物體在推力F、沿斜面向下且垂直于斜面底邊的力G1和摩擦力f三個(gè)力的作用下,沿斜面上虛線所做的勻速運(yùn)動(dòng),F與G1的合力必沿虛線向下,則摩擦力f只能沿虛線向上,故物體只能沿虛線向下做勻速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;由幾何關(guān)系可得F與G1的合力為F合=G1cosφ=2G1,由平衡條件得f=F合=2G1,故物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=fN=10.(6分)(2023·南陽模擬)如圖所示,物體置于水平傳送帶上,物體兩邊安裝了固定光滑的水平桿A、B限制物體只能在其間運(yùn)動(dòng)。已知物體質(zhì)量為m,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,物體在水平拉