2017年高考物理一轮复习第2章研究物体间的相互作用第2课时摩擦力习题.doc

第2课时 摩擦力一、滑动摩擦力1定义：两个相互接触的物体有相对运动时，在接触面上产生的阻碍相对运动的作用力2产生条件(1)接触面粗糙；(2)两物体相互接触并挤压；(3)两物体间有相对运动3大小：与正压力成正比，即FfFN叫动摩擦因数，与接触面的材料和粗糙程度有关，与物体间的正压力无关，与接触面的面积无关4方向：跟接触面相切，并与物体相对运动的方向相反二、静摩擦力1定义：两个相互接触的物体间有相对运动趋势时，在接触面上产生的阻碍相对运动趋势的力2产生条件(1)接触面粗糙；(2)两物体相互接触并挤压；(3)两物体间有相对运动趋势3大小：随着其他外力的变化而变化，计算时只能根据物体所处的状态由平衡条件或牛顿运动定律求解(两物体间接触面的粗糙程度和弹力不变的情况下)4方向：跟物体的相对运动趋势方向相反，并且摩擦力的方向总跟接触面平行(或相切)5最大静摩擦力：静摩擦力有一个最大值，在数值上等于物体刚要运动时所需要的沿相对运动趋势方向的外力静摩擦力的大小取值范围：_0FfFfmax_实际中，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力一般情况下，可近似认为最大静摩擦力约等于滑动摩擦力1摩擦力的方向一定与物体运动的方向相反(×)2静摩擦力一定是阻力(×)3运动的物体不可能受到静摩擦力的作用(×)4正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变()5动摩擦因数与接触面积有关，相同材料的两物体接触面积越大，动摩擦因数越大. (×)1 (2015·青岛模拟)如图所示，水平地面上堆放着原木，关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是()AM处受到的支持力竖直向上BN处受到的支持力竖直向上CM处受到的静摩擦力沿MN方向DN处受到的静摩擦力沿水平方向解析：支持力的方向垂直于支持面，因此M处受到的支持力垂直于地面竖直向上，N处受到的支持力过N垂直于P斜向上，A项正确，B项错误；静摩擦力的方向平行于接触面与相对运动趋势的方向相反，因此M处的静摩擦力沿水平方向，N处的静摩擦力沿MN方向，C、D项都错误答案：A2 (2015·宝鸡模拟)在倾角37°的固定斜面上叠放着A、B两物块，A、B通过绕过定滑轮的轻绳相连，如图所示，A、B间光滑，B与斜面间动摩擦因数0.5，物块A的质量为m，B的质量为M.不计绳与滑轮间摩擦，系统处于静止状态，sin 37°0.6，cos 37°0.8，重力加速度为g，最大静摩擦力等于滑动摩擦力则下列判断正确的是()A斜面对B的摩擦力可能为零B连接A、B的轻绳张力为0.2(mM)gCA、B的质量关系必须满足M5mD物块B受到的静摩擦力方向一定沿斜面向上解析：由于A、B间光滑，因此A受三个力而平衡，如图甲所示，轻绳张力Tmgsin 37°0.6mg.对B受力分析如图乙所示，除斜面对B的静摩擦力方向不确定外，其他力的方向确定，由平衡条件得TMgsin 37°±Ff0，其中Ff(mM)gcos 37°0.4(mM)g，可得(0.2M0.4m)gT(M0.4m)g，则0.2Mm5M，而当mM时，摩擦力为零，A对，B、C、D均错答案：A3 (2016·洛阳模拟)如图所示，质量为m的物体用细绳拴住放在水平粗糙传送带上，物体与传送带间的动摩擦因数为，当传送带分别以v1、v2的速度做逆时针运动时(v1v2)，绳中的拉力分别为F1、F2，物体受到的摩擦力分别为Ff1、Ff2则下列说法正确的是()AFf1Ff2B物体所受摩擦力方向向右CF1F2DFf1mg解析：物体的受力分析如图所示，滑动摩擦力与绳的拉力的水平分量平衡，因此方向向左，B错误；设绳与水平方向成角，则Fcos FN0，FNFsin mg0，解得F，F大小与传送带速度大小无关，C正确；物体所受摩擦力FfFcos 恒定不变，A、D错误答案：C4(多选)(2015·南京模拟)在“探究静摩擦力变化的规律及滑动摩擦力变化的规律”的实验中，设计了如图甲所示的演示装置，力传感器A与计算机连接，可获得力随时间变化的规律，将力传感器固定在光滑水平桌面上，测力端通过细绳与一滑块相连(调节传感器高度使细绳水平)，滑块放在较长的小车上，小车一端连接一根轻绳并跨过光滑的轻定滑轮系一只空沙桶(调节滑轮使桌面上部细绳水平)，整个装置处于静止状态实验开始时打开传感器同时缓慢向沙桶里倒入沙子，小车一旦运动起来，立即停止倒沙子，若力传感器采集的图象如图乙所示，则结合该图象，下列说法正确的是()A可求出空沙桶的重力B可求出滑块与小车之间的滑动摩擦力的大小C可求出滑块与小车之间的最大静摩擦力的大小D可判断第50秒后小车做匀速直线运动(滑块仍在车上)解析：t0时刻，传感器显示拉力为2 N，则滑块受到的摩擦力为静摩擦力，大小为2 N，由车与空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2 N，A对；t50 s时刻摩擦力达到最大值，即最大静摩擦力为3.5 N，同时小车开始运动，说明带有沙的沙桶重力等于3.5 N，此时摩擦力立即变为滑动摩擦力，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故摩擦力突变为3 N的滑动摩擦力，B、C对；此后由于沙和沙桶重力3.5 N大于滑动摩擦力3 N，故第50 s后小车将加速运动，D错答案：ABC5 在粗糙的水平面上放一物体A，A上再放一质量为m的物体B，A、B间的动摩擦因数为，现施加一水平力F作用于A(如图所示)，计算下列情况下A对B的摩擦力(1)当A、B一起做匀速运动时；(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时；(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时(4)当A、B发生相对滑动，且B物体的伸到A的外面时解析：(1)因A、B向右匀速运动，B物体受到的合力为零，所以B物体受到的摩擦力为零(2)因A、B无相对滑动，所以B受到的摩擦力是静摩擦力，此时不能用FfFN来计算，对B物体受力分析，由牛顿第二定律得F合ma，所以Ffma，方向水平向右(3)因A、B发生相对滑动，所以B受到的摩擦力是滑动摩擦力，即FfFNmg，方向水平向右(4)因滑动摩擦力的大小与物体间的接触面积大小无关，所以Ffmg，方向水平向右答案：(1)0(2)ma，方向水平向右(3)mg，方向水平向右(4)mg，方向水平向右一、单项选择题1关于摩擦力，有人总结了“四条不一定”，其中说法错误的是()A摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相同B静摩擦力的方向不一定与运动方向共线C受静摩擦力或滑动摩擦力的物体不一定静止或运动D静摩擦力一定是阻力，滑动摩擦力不一定是阻力解析：摩擦力的方向与跟它相接触的物体的相对运动方向或相对运动趋势的方向相反，与它的运动方向可能相同，也可能相反，也可能不在一条直线上，故A、B正确；运动的物体可受静摩擦力作用，如随传送带一起加速的物体，静止的物体可受滑动摩擦力作用，如滑块滑过固定的木板时木板受的力，故C正确；静摩擦力也可以充当动力，故D不正确答案：D2 (2016·哈尔滨模拟)如图所示，物块A放在倾斜的木板上，木板的倾角分别为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()A.B.C. D.解析：由题意可以判断出，当倾角30°时，物块受到的摩擦力是静摩擦力，大小为Ff1mgsin 30°，当45°时，物块受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2FNmgcos 45°，由Ff1Ff2得.答案：C3 如图所示，矩形物体甲和丙在水平外力F的作用下静止在乙物体上，物体乙静止在水平面上现减小水平外力F，三物体仍然静止，则下列说法中正确的是()A物体乙对于物体甲的摩擦力一定减小B物体丙对于物体甲的压力一定减小C物体乙对于地面的摩擦力一定减小D物体丙对于物体甲的摩擦力可能减小解析：把甲、丙看作一个整体，甲受的摩擦力有两种情况，(m甲m丙)gsin FfFcos ；(m甲m丙)gsin Fcos Ff.如是第种情况，F减小，Ff减小；如是第种情况，F减小，Ff增大，A项错误；甲对丙的支持力、摩擦力不随F的变化而变化，选项B、D错误；把甲、乙、丙看做一个整体，Ff地乙F，F减小时，Ff地乙一定减小，选项C正确答案：C4(2016·威海模拟)一块质量均匀分布的长方体木块按如图甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是()AFf甲Ff乙<Ff丙 BFf甲Ff丙<Ff乙CFf甲Ff乙Ff丙 DFf丙<Ff甲Ff乙解析：根据公式FfFN知，滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关，与运动状态也无关，C正确答案：C5 (2016·唐山模拟)如图所示，有一重力不计的方形容器，被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态，现缓慢地向容器内注水，直到注满为止，此过程中容器始终保持静止，则下列说法正确的是()A容器受到的摩擦力不断增大B容器受到的摩擦力不变C水平力F必须逐渐增大D容器受到的合力逐渐增大解析：由于容器始终保持静止，故摩擦力为静摩擦力，而且始终与容器受到的重力平衡，由于水的质量不断增大，因此静摩擦力也随之增大，只有A正确答案：A6已知一些材料间的动摩擦因数如下表所示：材料木金属木木木冰钢钢动摩擦因数0.200.300.030.25如图所示，一质量为1.0 kg的物块放置在某材料制作的固定斜面上，斜面倾角为30°，现用弹簧秤沿斜面方向以1 m/s2 的加速度拉此物块，使其匀加速上升，读得弹簧秤的示数为8.17 N，则两接触面的材料可能是(g取10 m/s2)()A木金属 B木木C钢钢 D木冰解析：对物块受力分析，由牛顿第二定律有FMgsin 30°Mgcos 30°Ma，所以0.25，C正确答案：C二、多项选择题7(2015·西安模拟)在灭火抢险的过程中，消防队员有时要借助消防车上的梯子爬到高处进行救人或灭火作业，如图所示已知消防车梯子的下端放置在粗糙的车厢表面上，上端靠在摩擦很小的竖直玻璃幕墙上消防车静止不动，在消防队员沿梯子匀速向上爬的过程中，下列说法正确的是()A车厢对梯子的作用力大小不变B墙对梯子的弹力大小不变C地面对车的摩擦力逐渐增大D地面对车的弹力大小不变解析：对梯子及消防队员整体受力分析，墙对梯子的弹力FNx、梯子的重力mg及车厢对梯子的作用力F，这三个力必定为共点力，必定相交于一点，随着消防队员的重心往上移动，可知墙对梯子的弹力FNx增大、车厢对梯子的作用力增大，A、B均错；对消防车、消防队员及梯子整体受力分析：水平方向有地面对车的摩擦力Ff和墙对梯子的弹力FNx，且FfFNx，竖直方向有整体的重力G和地面对车的弹力FNy.系统均处于平衡状态，故地面对车的弹力大小FNy总等于整体的重力G，D对；FNx增大，则Ff增大，C对答案：CD8(2016·沈阳模拟)如图所示，A、B、C三个物体质量相等，它们与传送带间的动摩擦因数相同三个物体随传送带一起匀速运动，运动方向如图中箭头所示则下列说法正确的是()AA物体受到的摩擦力不为零，方向向右B三个物体只有A物体受到的摩擦力为零CB、C受到的摩擦力大小相等，方向相同DB、C受到的摩擦力大小相等，方向相反解析：A物体与传送带一起匀速运动，没有发生相对滑动，也没有相对运动趋势，所以A物体不受摩擦力，选项A错误；对B、C物体进行受力分析，可知B、C所受的静摩擦力大小均为mgsin ，方向均沿传送带向上，选项B、C正确，D错误答案：BC9如图所示，质量为m的木块在质量为M的长木板上向右滑行，木块受到向右的拉力F的作用，长木板处于静止状态，已知木块与长木板间的动摩擦因数为1，长木板与地面间的动摩擦因数为2，则()A长木板受到地面的摩擦力的大小一定是1mgB长木板受到地面的摩擦力的大小一定是2(mM)gC当F>2(mM)g时，长木板便开始运动D无论怎样改变F的大小，长木板都不可能运动解析：m在F作用下向右滑行时受的滑动摩擦力为1mg，同样m对M的摩擦力也为1mg.由M静止，可知地面对M的静摩擦力Ff1mg，且Ff1mg一定小于等于长木板与地面间的最大静摩擦力A项对，B项错；无论所加的F多大，m对M的摩擦力都不会大于1mg，木板也就不可能运动，所以C项错，D项对答案：AD三、非选择题10(2016·淄博模拟)如图所示，质量为mB14 kg的木板B放在水平地面上，质量为mA10 kg的货箱A放在木板B上一根轻绳一端拴在货箱上，另一端拴在地面，绳绷紧时与水平面的夹角为37°.已知货箱A与木板B之间的动摩擦因数10.5，木板B与地面之间的动摩擦因数20.4.重力加速度g取10 m/s2.现用水平力F将木板B从货箱A下面匀速抽出，试求(sin 37°0.6，cos 37°0.8)：(1)绳上张力FT的大小；(2)拉力F的大小解析：(1)对A进行受力分析可知A受四个力作用，分解绳的拉力，根据A受力平衡可得FN1mAgFTsin ，Ff1FTcos ，Ff11FN1，解得FT.代入数据得绳子张力FT100 N.(2)对B进行受力分析可知B受六个力的作用，地面对B的支持力FN2mBgFN1，而FN1mAgFTsin 160 N，拉力F2FN21FN1200 N.答案：(1)100 N(2)200 N11 (2016·济宁模拟)如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量为m2 kg的物体上，另一端施一水平拉力F(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，弹簧始终在弹性限度内，g10 m/s2)(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至12 cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？(2)若将弹簧拉长至11 cm，物体受到的摩擦力大小为多少？(3)若将弹簧拉长至13 cm，物体受到的摩擦力大小为多少？解析：(1)物体匀速运动时k(xx0)mg.则k N/m200 N/m.(2)弹簧的弹力F1k(x1x0)200×(0.110.1) N2 N.最大静摩擦力等于滑动摩擦力Ffm0.2×2×10 N4 N.物体没动，故所受的静摩擦力为Ff1F12 N.(3)弹簧的弹力F2k(x2x0)200×(0.130.1) N6 N.物体将运动，此时所受到的滑动摩擦力为Ff2FNmg0.2×2×10 N4 N.答案：(1)200 N/m(2)2 N(3)4 N9