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第三节　摩擦力
第1课时　滑动摩擦力　静摩擦力
课时作业
(分值:84分)
(选择题每题6分)
知识点一　摩擦力的理解与应用
1.图a为甲同学站在阶梯电梯上随电梯匀速上行,图b为乙同学站在斜面电梯上随电梯匀速下行,下列说法正确的是(　　)
[A]阶梯电梯对甲同学的摩擦力水平向左
[B]阶梯电梯对甲同学的摩擦力水平向右
[C]斜面电梯对乙同学的摩擦力沿斜面向上
[D]斜面电梯对乙同学的摩擦力沿斜面向下
【答案】 C
【解析】 由于甲同学和乙同学都做匀速运动,所以受力平衡,两人受力情况分别如图1、2所示,故C正确.
2.(多选)(2024·广东清远期末)智能机械臂已广泛应用于各种领域.如图所示,一机械臂铁夹夹起一个立方体物块,物块在空中处于静止状态,铁夹与物块接触面保持竖直,则(　　)
[A]若铁夹竖直向上匀速移动,物块受到的摩擦力方向竖直向上
[B]若铁夹水平移动,物块受到的摩擦力由静摩擦力变为滑动摩擦力
[C]若铁夹竖直向下匀速移动,物块受到的摩擦力小于重力
[D]若增大铁夹对物块的压力,物块受到的摩擦力不变
【答案】 AD
【解析】 铁夹竖直向上匀速移动,物块与铁夹保持相对静止且物块有向下运动的趋势,所以摩擦力为静摩擦力,方向竖直向上,故A正确;物块与铁夹一起水平运动,保持相对静止,物块受到的摩擦力为静摩擦力,故B错误;物块处于平衡状态,受到的摩擦力等于物块所受的重力,竖直向下匀速运动和增大铁夹对物块的压力都是平衡状态,物块受到的摩擦力不变,故C错误,D正确.
3.(2024·广东深圳期末)如图所示,甲、乙两位同学分别站在轻质薄板a、b上在草地上进行拔河游戏.薄板a、b与草地间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,甲、乙双方各自缓慢向两侧拉.若甲的质量大于乙的质量,则在拔河过程中,下列判断正确的是(　　)
[A]薄板a和草地间的摩擦力较大
[B]薄板b和草地间的摩擦力较大
[C]薄板a和草地间不会有相对滑动
[D]薄板b和草地间不会有相对滑动
【答案】 C
【解析】 因甲的质量大于乙的质量,且薄板a、b与草地间的动摩擦因数相同,可知薄板a与草地间的最大静摩擦力大于薄板b与草地间的最大静摩擦力.甲、乙双方各自缓慢向两侧拉时,薄板b与草地间首先产生相对滑动,薄板a和草地间相对静止,此时绳子的拉力等于薄板b与草地间的滑动摩擦力,也等于薄板a与草地间的静摩擦力,即薄板b和薄板a与草地间的摩擦力大小相等,故A、B、D错误,C正确.
知识点二　摩擦力的计算
4.(多选)(2024·福建福州期中)如图所示,一个质量为m=1 kg的木块放在水平面上,在水平向右的外力 F=5 N 作用下向右做匀速运动,g取 10 m/s2,下列说法正确的有(　　)
[A]木块与水平面间的动摩擦因数为0.5
[B]若运动过程中突然将外力大小变为10 N,则摩擦力大小也立刻变为10 N
[C]若运动过程中突然将外力变为水平向左,则摩擦力方向立刻变为水平向右
[D]若运动过程中突然将外力撤掉,则一段时间内摩擦力大小不变
【答案】 AD
【解析】 木块向右做匀速运动,则有F=f,f=μmg,解得μ==0.5,故A正确;若运动过程中突然将外力大小变为 10 N,木块做加速运动,木块受到的滑动摩擦力大小不变,故B错误;若运动过程中突然将外力变为水平向左,木块向右做减速运动,此时运动方向不变,摩擦力方向水平向左,故C错误;若运动过程中突然将外力撤掉,木块做减速运动,仍受滑动摩擦力,则一段时间内摩擦力大小不变,故D正确.
5.(12分)如图所示,在水平地面上放一质量m=1.5 kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数μ1=0.6,在水平方向上对木块施加F=10 N的拉力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取
10 m/s2,求:
(1)(4分)地面对木块支持力FN的大小和方向;
(2)(4分)木块受到的摩擦力f的大小;
(3)(4分)若木块与地面间的动摩擦因数μ2=0.8,木块受到的摩擦力f ′的大小.
【答案】 (1)15 N　方向竖直向上　(2)9 N　(3)10 N
【解析】 (1)地面对木块支持力的大小
FN=mg=15 N,
方向竖直向上.
(2)木块与水平地面间的最大静摩擦力为
fmax=μ1mg=9 N<10 N,
则木块受滑动摩擦力,木块受到的摩擦力大小
f=μ1mg=9 N.
(3)此时木块与水平地面间的最大静摩擦力为
fmax′=μ2mg=12 N>10 N,
则木块受静摩擦力,木块受到的摩擦力大小
f′=F=10 N.
知识点三　摩擦力的判定与突变
6.(2024·广东广州期末)如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力 F=1 N的作用,g取10 m/s2,以向右为正方向,该物体受到的摩擦力f随时间t变化的图像是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)
[A]　 　　[B]
[C]　　 　[D]
【答案】 A
【解析】 开始物体受到水平向左的滑动摩擦力f=μmg=0.2×1×10 N=2 N,取向右为正方向,则滑动摩擦力为-2 N;当物体速度减为零时,外力F=1 N7.如图所示,在研究摩擦力的实验中,通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F,小桶的质量忽略不计,则小物块A所受的摩擦力f随拉力F的变化关系是(　　)
[A]　　　　[B]
[C]　　　　[D]
【答案】 B
【解析】 当F较小时,小车不动,与A间是静摩擦力,随着F的增大而增大,当F达到最大静摩擦力后小车滑动,与A间是滑动摩擦力,比最大静摩擦力稍小,之后F增大,摩擦力不变,故选项B正确.
(选择题每题9分)
8.如图所示,一本书的重力约为10 N,书本正面朝上.一张A4纸夹在书本间,将书本分为等质量的两部分,且能够覆盖几乎整个书页.若将A4纸抽出,至少需用约2.5 N的拉力F.不计A4纸的质量且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则A4纸和书之间的动摩擦因数最接近(　　)
[A]0.25 [B]0.30 [C]0.40 [D]0.50
【答案】 A
【解析】 由题意可知,将A4纸抽出时,A4纸受到书本上下两部分的摩擦力,且两摩擦力大小相等,则有f=2μFN,因A4纸夹在书本中间,因此A4纸受到的压力大小为整本书重力的一半,即FN=0.5G=5 N,因为若将A4纸抽出,至少需用约 2.5 N 的拉力F,则有F=f,联立可得A4纸和书之间的动摩擦因数μ=0.25,故选A.
9.(12分)如图所示,有两本相同的书,每本书从中间分开交替叠放在水平地面上,右边的书中部用水平的轻绳与墙壁相连.已知两本书的质量均为2m,两本书之间及书与地面之间的动摩擦因数均相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.拉动B、D向左匀速移动时,此时拉力大小为F,重力加速度大小为g,求:
(1)(4分)A对B的摩擦力的方向;
(2)(8分)书与地面之间的动摩擦因数μ.
【答案】 (1)方向水平向右　(2)
【解析】 (1)B相对A向左运动,由滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反可知,B受到的摩擦力方向水平向右,即A对B的摩擦力方向水平向右.
(2)分析左边书水平方向受力可知,拉力F水平向左, A对B的摩擦力f1水平向右,C对B的摩擦力f2水平向右,C对D的摩擦力f3水平向右,地面对D的摩擦力f4水平向右,由水平方向受力平衡可得F=f1+f2+f3+f4,
其中f1=μmg, f2=2μmg, f3=3μmg, f4=4μmg,
则F=μmg+2μmg+3μmg+4μmg=10μmg,
解得μ=.
10.(15分)如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于质量m=4.5 kg的物体上,另一端施一水平拉力F.已知物体受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内.(g取10 m/s2)
(1)(5分)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.4,当弹簧拉长至14.5 cm时,物体恰好向右匀速运动,则弹簧的劲度系数为多大
(2)(5分)若将弹簧压缩至6 cm,求物体受到的摩擦力;
(3)(5分)若将弹簧拉长至16 cm,求物体受到的摩擦力.
【答案】 (1)400 N/m　(2)16 N,方向水平向右
(3)18 N,方向水平向左
【解析】 (1)根据胡克定律得F=kx1,
弹簧的伸长量x1=L1-L0=4.5 cm,
由平衡条件得FN=G=45 N,
由物体恰好匀速运动得F=f=μFN=18 N,
联立解得k=400 N/m.
(2)压缩量x2=L2-L0=4 cm,
F′=kx2=16 N,
F′小于最大静摩擦力18 N,物体受静摩擦力,即
f ′=F′=16 N,
方向水平向右.
(3)弹簧的形变量x3=L3-L0=6 cm,
F″=kx3=24 N>18 N,
则物体受滑动摩擦力f ″=18 N,
方向水平向左.第三节　摩擦力
第1课时　滑动摩擦力　静摩擦力
课时作业
(分值:84分)
(选择题每题6分)
知识点一　摩擦力的理解与应用
1.图a为甲同学站在阶梯电梯上随电梯匀速上行,图b为乙同学站在斜面电梯上随电梯匀速下行,下列说法正确的是(　　)
[A]阶梯电梯对甲同学的摩擦力水平向左
[B]阶梯电梯对甲同学的摩擦力水平向右
[C]斜面电梯对乙同学的摩擦力沿斜面向上
[D]斜面电梯对乙同学的摩擦力沿斜面向下
2.(多选)(2024·广东清远期末)智能机械臂已广泛应用于各种领域.如图所示,一机械臂铁夹夹起一个立方体物块,物块在空中处于静止状态,铁夹与物块接触面保持竖直,则(　　)
[A]若铁夹竖直向上匀速移动,物块受到的摩擦力方向竖直向上
[B]若铁夹水平移动,物块受到的摩擦力由静摩擦力变为滑动摩擦力
[C]若铁夹竖直向下匀速移动,物块受到的摩擦力小于重力
[D]若增大铁夹对物块的压力,物块受到的摩擦力不变
3.(2024·广东深圳期末)如图所示,甲、乙两位同学分别站在轻质薄板a、b上在草地上进行拔河游戏.薄板a、b与草地间的动摩擦因数相同,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,甲、乙双方各自缓慢向两侧拉.若甲的质量大于乙的质量,则在拔河过程中,下列判断正确的是(　　)
[A]薄板a和草地间的摩擦力较大
[B]薄板b和草地间的摩擦力较大
[C]薄板a和草地间不会有相对滑动
[D]薄板b和草地间不会有相对滑动
4.(多选)(2024·福建福州期中)如图所示,一个质量为m=1 kg的木块放在水平面上,在水平向右的外力 F=5 N 作用下向右做匀速运动,g取 10 m/s2,下列说法正确的有(　　)
[A]木块与水平面间的动摩擦因数为0.5
[B]若运动过程中突然将外力大小变为10 N,则摩擦力大小也立刻变为10 N
[C]若运动过程中突然将外力变为水平向左,则摩擦力方向立刻变为水平向右
[D]若运动过程中突然将外力撤掉,则一段时间内摩擦力大小不变
5.(12分)如图所示,在水平地面上放一质量m=1.5 kg的木块,木块与地面间的动摩擦因数μ1=0.6,在水平方向上对木块施加F=10 N的拉力,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取
10 m/s2,求:
(1)(4分)地面对木块支持力FN的大小和方向;
(2)(4分)木块受到的摩擦力f的大小;
(3)(4分)若木块与地面间的动摩擦因数μ2=0.8,木块受到的摩擦力f ′的大小.
6.(2024·广东广州期末)如图所示,质量为1 kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行,同时受到一个水平向左的恒力 F=1 N的作用,g取10 m/s2,以向右为正方向,该物体受到的摩擦力f随时间t变化的图像是(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　)
[A]　 　　[B]
[C]　　 　[D]
7.如图所示,在研究摩擦力的实验中,通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F,小桶的质量忽略不计,则小物块A所受的摩擦力f随拉力F的变化关系是(　　)
[A]　　　　[B]
[C]　　　　[D]
8.如图所示,一本书的重力约为10 N,书本正面朝上.一张A4纸夹在书本间,将书本分为等质量的两部分,且能够覆盖几乎整个书页.若将A4纸抽出,至少需用约2.5 N的拉力F.不计A4纸的质量且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则A4纸和书之间的动摩擦因数最接近(　　)
[A]0.25 [B]0.30 [C]0.40 [D]0.50
9.(12分)如图所示,有两本相同的书,每本书从中间分开交替叠放在水平地面上,右边的书中部用水平的轻绳与墙壁相连.已知两本书的质量均为2m,两本书之间及书与地面之间的动摩擦因数均相同,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.拉动B、D向左匀速移动时,此时拉力大小为F,重力加速度大小为g,求:
(1)(4分)A对B的摩擦力的方向;
(2)(8分)书与地面之间的动摩擦因数μ.
10.(15分)如图所示,一质量不计的弹簧原长为10 cm,一端固定于质量m=4.5 kg的物体上,另一端施一水平拉力F.已知物体受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力相等,弹簧始终在弹性限度内.(g取10 m/s2)
(1)(5分)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.4,当弹簧拉长至14.5 cm时,物体恰好向右匀速运动,则弹簧的劲度系数为多大
(2)(5分)若将弹簧压缩至6 cm,求物体受到的摩擦力;
(3)(5分)若将弹簧拉长至16 cm,求物体受到的摩擦力.

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