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2026-2027学年高中物理鲁科版必修一课时作业 3.3 摩擦力
一、单选题
1．在测量摩擦力的实验时，把木块放在水平长木板上用弹簧测力计沿水平方向拉木块，逐渐增大拉力直到拉动木块，拉动后木块匀速运动，如果用力传感器代替弹簧测力计做这个实验，得到拉力随时间变化图像图像，图像最大值为，根据图像下列说法正确的是( )
A.木块受摩擦力和拉力是一对相互作用力
B.最大静摩擦力为拉力图像最高点，即为
C.最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小
D.用图中最大拉力除以木块对长木板的压力大小，可以得到动摩擦因数
2．如图甲所示，摩擦角的物理意义：当两接触面间的静摩擦力达到最大值时，静摩擦力f与支持力N的合力F与接触面法线间的夹角即为摩擦角φ，可知。利用摩擦角的知识可以用来估料，如图乙所示，物料自然堆积成圆锥体，圆锥体底角必定是该物料的摩擦角φ。若已知物料的摩擦角φ和高h，动摩擦因数为μ，物料所受滑动摩擦力等于最大静摩擦力，可求出物料的体积为( )
A. B. C. D.
3．如图所示，老师握住一个装满水的圆柱形杯子，杯子始终静止。下列说法正确的是( )
A.握杯子用的力越大，杯子所受的摩擦力越大
B.杯子表面越粗糙，所受的摩擦力越大
C.随着杯子内的水量减少，杯子所受的摩擦力也减小
D.杯子和水的总重力一定等于手与杯子间的最大静摩擦力
4．一本质量为m的书平放在水平桌面上，将一张A4纸夹在书页间，如图所示。已知书与桌面间的动摩擦因数为μ，A4纸与书页间的动摩擦因数为4μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，A4纸的质量忽略不计。现有一水平向右的力F作用于A4纸上，若要使书与A4纸一起运动，则A4纸上面书页的质量应至少大于( )

A. B. C. D.
5．如图所示，质量为m的小物块随圆盘在水平面内一起匀速转动。已知角速度为，物块到转轴的距离为r，则物块所受摩擦力大小为( )
A. B. C. D.
6．如图所示，完全相同的三条轮胎整齐叠放在墙角，所有接触面间的动摩擦因数均相同，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。现将水平向右的恒力F作用在中间轮胎上，一小段时间后三条轮胎的位置可能是( )
A. B.
C. D.
7．“转碟”是传统的杂技项目，如图所示，质量为m的发光物体（可看作质点）放在半径为r的碟子边缘，杂技演员用杆顶住碟子中心A，使发光物体随碟子一起在水平面内绕A点转动，角速度从0增大至的过程中，发光物体始终相对碟子静止。已知发光物体与碟子间的动摩擦因数为、重力加速度为g，此过程发光物体所受的摩擦力( )
A.方向始终指向A点 B.大小始终为
C.冲量大小为 D.做功为
8．如图，某同学用手握住黑板擦，在向左挥动手臂擦黑板的过程中，下列说法正确的是( )
A.黑板和板擦间存在摩擦生热 B.手和板擦间存在摩擦生热
C.黑板给板擦的摩擦力水平向左 D.板擦对黑板的作用力水平向左
9．首届环贵州公园省国际公路自行车赛于2025年10月17日至23日在贵州省7个市（州）举行，连绵起伏的山间公路为运动员带来不小的挑战。如图2所示，一位运动员在上坡时用力蹬动踏板以保持匀速，下坡时为节省体力停止蹬动踏板。该运动员上坡时自行车后轮受到地面的摩擦力为，下坡时自行车后轮所受地面的摩擦力为。下列关于、方向的描述正确的是( )
A.、均向后 B.、均向前 C.朝前、向后 D.朝后、向前
10．放学后，小李在水平路面上逆风匀速行走，他行走过程中没有打滑。关于小李所受路面的摩擦力，下列说法正确的是( )
A.受到静摩擦力，方向向前 B.受到静摩擦力，方向向后
C.受到滑动摩擦力，方向向前 D.受到滑动摩擦力，方向向后
11．如图所示，物块M、N叠放在光滑水平面上，水平外力分别以①、②两种方式作用，两物块一起以最大加速度运动。已知以方式①运动时加速度大小为a，M、N的质量之比为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则以方式②运动时的加速度大小为( )
A.a B. C. D.
12．如图甲所示，用弹簧测力计将一滑块竖直悬吊，静止时弹簧测力计的示数为，图乙中将弹簧测力计固定在左侧挡板上，弹簧测力计的右端用轻绳与图甲中滑块相连接，然后将滑块放在置于水平面的长木板的上表面，调节轻绳与长木板平行，现用一向右的外力作用长木板上；外力较小时，系统静止，缓慢地增大外力，当外力时，长木板刚好从滑块下匀速抽出，这个状态的弹簧测力计示数记为。忽略长木板与水平面间的摩擦力，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.滑块与长木板间的动摩擦因数为0.25
B.时，
C.时，
D.时，滑块受滑动摩擦力的作用
二、多选题
13．如图（甲）所示，物体原来静止在水平地面上，用一水平力F拉物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，物体先静止后又做变加速运动，其加速度a随外力F变化的图像如图（乙）所示。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，重力加速度g取。根据题目提供的信息，下列判断正确的是( )
A.物体的质量
B.物体与水平面间的动摩擦因数
C.物体与水平面的最大静摩擦力
D.在F为10N时，物体的加速度
14．王羲之故居是全国文物重点保护单位，故居中的很多建筑采用瓦片屋顶，屋顶结构可简化为下图所示，若一块弧形瓦片恰好静止在两根相互平行的倾斜椽子正中间。已知椽子与水平面夹角均为θ，该瓦片质量为m，椽子与瓦片间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，则( )
A.两根椽子对瓦片支持力方向竖直向上
B.设瓦片横截面圆弧对应的圆心角为α，则每根椽子对瓦片的支持力大小为
C.两根椽子与水平面夹角从0°逐渐增大到90°的过程中，瓦片受到的摩擦力先增大后减小
D.保持θ不变，减小两根椽子的距离，瓦片仍静止，则每根椽子对瓦片摩擦力不变
15．如图甲所示，通过一拉力传感器（能测量力大小的装置）用力水平向右拉一水平面上质量为5.0kg的木块，A端的拉力均匀增加，时间内木块静止，木块运动后改变拉力，使木块在后做匀速直线运动。计算机对数据拟合处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化的图线，下列说法正确的是（）( )
A.若，则木块与水平面间的摩擦力
B.若，则木块与水平面间的摩擦力
C.木块与水平面间的动摩擦因数为
D.木块与水平面间的动摩擦因数为
16．关于摩擦力，下列说法正确的是( )
A.静摩擦力的大小与正压力无关
B.滑动摩擦力的大小与正压力成正比
C.摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
D.最大静摩擦力略大于滑动摩擦力
三、实验题
17．用如图甲所示的实验装置测某两种新型材料表面之间的动摩擦因数。把两种材料分别安装在水平放置木板的上表面和物块的下表面，利用力传感器测量物块所受细绳拉力的大小，已知当地重力加速度为g。
(1)本实验砝码和托盘的总质量________________________（选填“需要”或“不需要”）远小于滑块的质量。
(2)在实验中得到一条如图乙所示的纸带，用毫米刻度尺测量并在纸带上标出了部分段长度。已知相邻计数点间的时间间隔，由图中数据可求得打下D点时纸带的速度大小为________________________，纸带的加速度大小为________________________（结果均保留3位有效数字）。
(3)改变所加砝码的质量，多次进行实验，测出多组拉力F和对应加速度a，作图像如图丙所示，图线与纵轴的截距为-b，可得________________________。
18．某同学利用如图所示装置探究滑块与长木板间的动摩擦因数。
实验过程如下：
①长木板水平固定，将弹簧左端固定在挡板P上，弹簧右端与滑块不栓接，当弹簧处于原长时，与弹簧右端接触的滑块中心位于O点，O点右侧放一相同的木板，与左侧木板上表面平齐水平对接，如图甲所示；
②用滑块压缩弹簧到A点，用刻度尺测量出AO间的距离x；释放滑块，记录其在右侧木板上停止时的位置B，测出OB间的距离；
③如图乙所示，拆去O点右侧的木板，在O点下方挂上重锤，再次用滑块将弹簧压缩到A点无初速释放，记录其落到水平地面的位置C，测出O点到地面的竖直高度h，及落地点C到O点的水平距离；
④查得当地重力加速度为g。
请回答下列问题：
(1)滑块从O点滑离时的初速度大小为____________，滑块与长木板间的动摩擦因数____________（用所测物理量符号表示）。
(2)若测得滑块质量为m，则释放滑块时弹簧的弹性势能____________（用所测物理量的符号表示）。
四、计算题
19．如图，一张质量为30kg的办公桌放在水平地板上，因维修需要移动其位置，经测量至少要用100N的水平拉力，才能将它拉动。移动以后，只要用90N的水平推力就能使它继续匀速运动。（g取）
（1）办公桌与地板之间的最大静摩擦力有多大？
（2）办公桌与地板之间的滑动摩擦力有多大？办公桌与地板之间的动摩擦因数为多少？
（3）当用120N的水平推力推办公桌，办公桌受到的摩擦力有多大？
20．如图所示，用的水平外力将木块压在竖直墙壁上，此时木块刚好沿竖直墙壁下滑，已知木块受到的重力。
（1）求木块和墙面间的动摩擦因数；
（2）当水平外力增大为12N时，求木块所受的摩擦力大小。
21．有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧,如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上放一个100g的砝码,砝码静止时,弹簧的压缩量为2mm,现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为900g的书,当弹簧的压缩量为3.6mm(未超过弹簧的弹性限度)时,这本书恰好匀速运动.已知重力加速度,求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)书与桌面间的动摩擦因数.
参考答案
1．答案：B
解析：A.木块受的摩擦力和拉力是一对平衡力，故A错误；
B.根据题意分析知，最大静摩擦力为拉力图像的最高点，即为
故B正确；
C.根据题意滑动后匀速运动，拉力等于滑动摩擦力，小于最大静摩擦力，即拉力图像的最高点，大小大于滑动摩擦力大小，故C错误；
D.用图中匀速运动时的拉力除以木块对长木板的压力大小，可以得到动摩擦因数，故D错误。
故选B。
2．答案：A
解析：物料自然堆积成圆锥体，圆锥体底角必定是该物料的摩擦角，取一小块物料作受力分析如图所示。当底角θ大于φ时，物料将沿锥面下滑，为使物料不下滑，应使θ减小；当底角θ小于φ时，物料将停留在锥面上，那么使物料恰好不下滑应使，所以底角会保持为定值。若已知φ和锥体的高h，则可求出它的体积为，故A正确。
3．答案：C
解析：ABD.瓶子保持静止，处于平衡状态。瓶子受到的受重力和静摩擦力是一对平衡力，但静摩擦不一定等于最大静摩擦力。当杯子和水的总重力不变时，杯子受到的静摩擦力不变，故ABD错误；
C.因为摩擦力与重力平衡，随着杯子内的水量减少，杯子和水的总重力减小，杯子所受的摩擦力也减小。故C正确。
故选C。
4．答案：B
解析：书本恰好运动时，设A4纸上面的书页的质量为
解得
若要使书一同运动，A4纸上面的书页的质量越大越容易一起拉动，所以
ACD错误，B正确。
故选B。
5．答案：B
解析：物块所受摩擦力提供所需的向心力，则有
故选B。
6．答案：A
解析：第三条轮胎与地面之间的最大静摩擦力
第二条轮胎与第三条轮胎之间的最大静摩擦力
由此可发现，第三条轮胎不可能对地发生位移，当拉力足够大时，第二条轮胎可以带动第一条轮胎运动，同时与第一条轮胎发生相对位移。
故选A。
7．答案：D
解析：A.角速度从0增大至的过程中，发光物体的线速度逐渐增大，可知发光物体有半径切向加速度，摩擦力为发光物体的合力，提供发光物体切向加速度和向心加速度，可知摩擦力方向不是始终指向A点，故A错误；
B.角速度从0增大至的过程中，发光物体未发生滑移，所受摩擦力小于等于最大静摩擦力，发光物体做圆周运动所需的向心力在增大，半径切线方向的合力在变化，故发光物体所受摩擦力大小不是始终为，故B错误；
C.根据动量定理摩擦力的冲量大小为
故C错误；
D.根据动能定理有摩擦力做功为
故D正确。
故选D。
8．答案：A
解析：AB.黑板和板擦间存在滑动摩擦力，则存在摩擦生热；而手和板擦间不存在滑动摩擦力，则不存在摩擦生热，A正确，B错误；
C.板擦相对于黑板向左滑动，则黑板给板擦的摩擦力水平向右，C错吴；
D.板擦对黑板有向左的摩擦力和垂直黑板向里的压力，则板擦对黑板的作用力不是水平向左，D错误。故选A。
9．答案：C
解析：运动员在上坡时用力蹬动踏板，后轮与地面的接触点有向后运动的趋势，地面作用在后轮上的摩擦力向前；下坡时运动员为节省体力停止蹬动踏板，后轮与地面的接触点有向前运动的趋势，地面作用在后轮上的摩擦力向后；故向前、向后。故选C。
10．答案：A
解析：放学后，小李在水平路面上逆风匀速行走，他行走过程中没有打滑，则小李受到静摩擦力作用，方向向前。故选A。
11．答案：B
解析：当M、N之间达到最大静摩擦力时，两者的加速度最大，第①种情况，根据牛顿第二定律，对N分析有解得第②种情况，根据牛顿第二定律，对M分析有解得
故选B。
12．答案：A
解析：A.当外力时，长木板刚好从滑块下匀速抽出，对木板，根据平衡条件可得
又
解得滑块与长木板间的动摩擦因数为，故A正确；
B.当时，由于F小于最大静摩擦力，长木板不能抽出，滑块与长木板间的摩擦力为静摩擦力，则，故B错误；
C.当时，长木板能抽出，滑块与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力，则，故C错误；
D.当时，则长木板不能抽出，则滑块与长木板间的摩擦力为静摩擦力，故D错误。
故选A。
13．答案：BC
解析：AB.物体先做变加速运动过程，根据牛顿第二定律有
变形得
结合图乙有，
解得，故A错误，B正确；
C.结合上述，物体与水平面的最大静摩擦力，故C正确；
D.结合上述，在F为10N时，物体的加速度，故D错误。
故选BC。
14．答案：CD
解析：A.每根椽子对瓦片的支持力垂直于接触面，两个支持力分别向斜内侧上方，并非竖直向上，两个支持力与两个摩擦力的合力才竖直向上平衡重力，A错误；
B.已知圆弧圆心角为，即两个支持力夹角为，设每根支持力为N，由力的合成得解得，B错误；
C.瓦片未滑动前沿椽子方向平衡，总摩擦力可得每根的摩擦力，增大时，摩擦力增大。瓦片滑动后有每根的摩擦力，增大时，摩擦力减小，故两根 子与水平面夹角从逐渐增大到的过程中，瓦片受到的摩擦力先增大后减小，C正确；
D.瓦片仍静止，沿椽子方向满足每根的摩擦力
不变、m不变时，因此每根塚子对瓦片的摩擦力不变，D正确。
故选CD。
15．答案：AD
解析：A.若，木块与水平面间的摩擦力为静摩擦力，故摩擦力为
故A正确；
B.若，木块与水平面间的摩擦力为滑动摩擦力，由图乙可得
故B错误；
CD.由图乙可知木块与水平面的滑动摩擦力大小
因此木块与水平面的动摩擦因数为
故C错误，D正确。
故选AD。
16．答案：ABD
解析：A.静摩擦力的大小取决于受力情况，与正压力无关，故A正确；
B.根据可知，滑动摩擦力的大小与正压力成正比，故B正确；
C.摩擦力的方向总是与相对运动（相对运动趋势）方向相反，不一定与物体运动方向相反，故C错误；
D.最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，故D正确。
故选ABD。
17．答案：(1)不需要
(2)1.19；1.72
(3)
解析：（1）本实验利用传感器测量物块所受细绳拉力的大小，砝码和托盘的总质量不需要远小于滑块的质量。
（2）打下D点时纸带的速度大小为
根据逐差法可得纸带的加速度为
（3）以物块为研究对象，根据牛顿第二定律可得
所以
结合图像可得
所以
18．答案：(1) ；
(2)
解析：（1）根据题意可知，拆去O点右侧的木板，滑块从O点飞出做平抛运动，竖直方向上有
水平方向上有
解得
滑块由O点到B点，由动能定理有
解得
（2）滑块由A点到O点，由能量守恒定律可得，释放滑块时弹簧的弹性势能
19．答案：（1）100N；（2）0.3；（3）90N
解析：（1）由于至少要用100N的水平拉力，才能将它拉动，则最大静摩擦力
（2）由于移动以后，只要用90N的水平推力就能使它继续匀速运动，则滑动摩擦力
又由于
解得
（3）当用120N的水平推力推办公桌时，办公桌将加速移动，此时摩擦力为滑动摩擦力，由于接触面间的弹力与（2）中相同，则摩擦力仍然为90N。
20．答案：（1）；（2）5N
解析：（1）设木块的摩擦力为，由于木块刚好下滑，所以滑动摩擦力等于木块的重力，即
且
解得
（2）当外力增大到时，滑动摩擦为，最大静摩擦力大于滑动摩擦力大于木块受到的重力，木块静止，设此时的摩擦力为，则有
21．答案：(1)(2)0.2
解析：(1)当笔杆竖直放置时,由于砝码处于静止,
则弹簧的弹力大小等于砝码的重力,即有
所以笔内小弹簧的劲度系数
(2)要使书恰好能匀速运动,
则水平方向所受的滑动摩擦力与弹簧的弹力平衡,即
解得书与桌面间的动摩擦因数
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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