高一物理培優(yōu)人教版必修1 第3章第三節(jié)《摩擦力》知能優(yōu)化訓練

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111 1．下列關于摩擦力的說法正確的是(　　) A．受到靜摩擦力作用的物體一定是靜止的 B．受到滑動摩擦力作用的物體一定是運動的 C．靜摩擦力可以是動力，而滑動摩擦力只能是阻力 D．摩擦力可以是動力，也可以是阻力 解析：選D.靜摩擦力發(fā)生在相對靜止的物體之間，滑動摩擦力發(fā)生在相對運動的物體之間，這里所說的“相對靜止”和“相對運動”是分別以這兩個物體為參考系而言的，若以其他物體為參考系，則都可能是靜止的，也可能是運動的，故A、B均錯．而摩擦力阻礙的也是物體間的相對運動趨勢和相對運動，若以其他物體為參考系，摩擦力可能是動力，也可能是阻力． 2．有關滑動摩擦力的下列說法中，正確的是(　　) A．物體所受的滑動摩擦力與物體所受的重力成正比 B．滑動摩擦力總是與壓力垂直 C．滑動摩擦力總是阻礙物體的運動 D．滑動摩擦力隨著壓力的增大而增大 解析：選BD.滑動摩擦力與壓力成正比，而不是與重力成正比，所以A選項錯誤，D選項正確．滑動摩擦力的方向總是與接觸面相切，而壓力總是垂直接觸面，故摩擦力一定垂直壓力，B選項正確．滑動摩擦力總是阻礙物體的相對運動，但不一定阻礙物體的運動，因此C選項錯誤． 3．如果自行車在平直公路上自然滑行，前后車輪所受摩擦力的方向(　　) A．都向前　　　　　　　 B．都向后 C．前輪向前，后輪向后 D．前輪向后，后輪向前 解析：選B.自行車自然滑行時，人不再給后輪施加力的作用，由于慣性，人和車應向前滑行，此時前、后輪的轉動都是由于受到地面給它們施加了摩擦力作用，即前、后輪都有相對地面向前運動的趨勢，前、后輪受的摩擦力都應向后，如圖所示． 4．用手握住一個油瓶，使瓶在豎直方向保持靜止，如圖3－3－7所示，下列說法正確的是(　　) 圖3－3－7 A．瓶受到的靜摩擦力大于其重力 B．手握得越緊，油瓶受到的摩擦力越大 C．油瓶質量不變，則受到的摩擦力一定 D．油瓶受到的摩擦力與手對它的壓力成正比 解析：選C.油瓶受到的摩擦力為靜摩擦力，可用二力平衡知識求解，油瓶在豎直方向上受到重力和靜摩擦力的作用，是一對平衡力，故摩擦力應與重力等大反向，故C正確，A、B、D錯誤． 5. 如圖3－3－8所示，用水平力F將一個木塊壓在豎直墻壁上，已知木塊重G＝6 N，木塊與墻壁間的動摩擦因數(shù)μ＝0.25 .問： 圖3－3－8 (1)當F＝25 N時，木塊沒有動，木塊受到的摩擦力為多大？ (2)當F增大為30 N時，木塊仍靜止，木塊受到的摩擦力為多大？ (3)當F＝10 N時，木塊沿墻面下滑，此時木塊受到的摩擦力為多大？ (4)當F＝6 N時，木塊受到的摩擦力又為多大？ 解析：(1)對木塊進行受力分析，木塊沒動，說明木塊處于平衡狀態(tài)，根據(jù)二力平衡條件知，木塊受的靜摩擦力一定和重力大小相等，方向相反，F(xiàn)1＝6 N. (2)當F增大為30 N時，木塊與墻壁之間仍然是靜摩擦力，這個力與重力相平衡，因此F2＝6 N. (3)當F＝10 N時，木塊沿墻面下滑，此時木塊和墻面之間是滑動摩擦力，所以F3＝μFN＝0.2510 N＝2.5 N. (4)當F＝6 N時，木塊與墻之間仍是滑動摩擦力 F4＝μFN＝0.256 N＝1.5 N. 答案：見解析 一、選擇題 1．(2011年太原高一檢測)以下說法錯誤的是(　　) A．摩擦力可以是動力也可以是阻力 B．由公式μ＝F/FN可以看出，μ與F成正比，與FN成反比 C．滑動摩擦力的方向與物體運動方向可能相同 D．摩擦力方向不可能與運動方向不在一直線 解析：選BD.摩擦力的方向與運動方向可以相同也可以相反，摩擦力可以是動力也可以是阻力，故A正確，C正確．μ與接觸面的粗糙程度及物體的材料有關，與F和FN無關，B錯．摩擦力的方向與相對運動方向或相對運動趨勢方向相反，與運動方向無關，故D錯誤． 2．一木箱停在水平地面上，一人用水平力推箱，但箱仍然靜止，下述正確的是(　　) A．推力小于靜摩擦力 B．推力越大，靜摩擦力越大，推力與靜摩擦力平衡 C．推力大小變化時，靜摩擦力大小不變 D．推力大小變化時，靜摩擦力大小改變 答案：BD 3．一物體置于粗糙水平地面上，按圖3－3－9所示不同的放法，在水平力F的作用下運動，設地面與物體各接觸 面的動摩擦因數(shù)相等，則物體受到的摩擦力的大小關系是(　　) 圖3－3－9 A．F甲＞F乙＞F丙 B．F乙＞F甲＞F丙 C．F丙＞F乙＞F甲 D．F甲＝F乙＝F丙 解析：選D.動摩擦因數(shù)μ跟接觸面的大小無關，因三種情況下μ相等，且對地面的壓力大小都等于物體的重力，所以Ff＝μFN＝μmg，應選D. 4．2009年10月17日河北選手李雪妹以33.898秒的成績奪得第十一屆全運會500米自行車計時賽冠軍，該成績超亞洲紀錄，那么自行車在平直公路上勻速前進時，前后輪所受摩擦力的方向(　　) 圖3－3－10 A．都向后 B．都向前 C．前輪向后，后輪向前 D．前輪向前，后輪向后 解析：選C.自行車勻速前進時，由于人通過鏈條給后輪一個力，使后輪順時針轉動，設輪與地面接觸處光滑，則輪應加速順時針轉動，說明輪有相對地面向后轉動的趨勢，由于靜摩擦力的方向與物體的運動趨勢方向相反，故后輪所受靜摩擦力F靜的方向向前；前輪轉動是由于前輪受到力的作用，若前輪與地面接觸處光滑，則前輪就不會轉動，故前輪相對地面有向前運動的趨勢，其所受摩擦力向后． 5. 一根質量為m，長為L的均勻長方木條放在水平桌面上，木條與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ.現(xiàn)用水平力F推木條，當木條經(jīng)圖3－3－11所示位置時，桌面對它的摩擦力為(　　) 圖3－3－11 A．μmg B.μmg C.μmg D．上述選項均不對 解析：選A.壓力仍為FN＝mg，∴Ff＝μmg.故A對．本題易錯選B.誤認為摩擦力大小與接觸面積有關． 6. 如圖3－3－12所示，用水平力F將物體壓在豎直墻壁上而保持靜止，物體所受的摩擦力的大小(　　) 圖3－3－12 A．隨F的增大而增大 B．隨F的減小而減小 C．等于物體重力的大小 D．大于物體重力的大小 解析：選C.物體被水平力壓在豎直墻壁上而處于靜止，受到的是靜摩擦力，所以要根據(jù)物體的平衡條件求解．在豎直方向上靜摩擦力與重力大小相等方向相反，靜摩擦力的大小不隨F的變化而變化，因此A、B、D錯，C對． 7．(2011年紹興高一檢測)人握住旗桿勻速上爬，則下列說法正確的是(　　) A．人受的摩擦力的方向是向下的 B．人受的摩擦力的方向是向上的 C．人握旗桿用力越大，人受的摩擦力也越大 D．人握旗桿用力越大，并不會使人受的摩擦力也增大 解析：選BD.人勻速上爬，但手與旗桿的相對運動趨勢方向向下，故摩擦力方向向上，A錯B對；人握旗桿用力的大小，不影響摩擦力的大小，因為人勻速運動，摩擦力與人的重力二力平衡，故C錯，D對． 8．水平桌面上有一個重200 N的物體，與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.2，當依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物體時，物體受到的摩擦力依次為(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(　　) A．15 N、30 N、40 N B．15 N、30 N、80 N C．0、0、40 N D．15 N、40 N、40 N 解析：選A.物體的最大靜摩擦力Fm＝μmg＝40 N 故F1＝15 N＜Fm，物體受靜摩擦力Ff1＝F1＝15 N F2＝30 N＜Fm，物體受靜摩擦力Ff2＝F2＝30 N F3＝80 N＞Fm，物體受滑動摩擦力Ff3＝μmg＝40 N，故A項正確． 9．把一個重為G的物體，用一個水平力F＝kt(k為恒量，t為時間)壓在豎直的足夠高的平整的墻上，如圖3－3－13所示，從t＝0開始物體所受的摩擦力Ff隨t的變化關系是(　　) 圖3－3－13 圖3－3－14 解析：選B.由于物體受的水平推力為F＝kt，由二力平衡得，墻與物體間的壓力FN＝kt.當F比較小時，物體所受的摩擦力Ff小于物體的重力G，物體將沿墻壁下滑，此時物體與墻壁間的摩擦力為滑動摩擦力，由公式可得，滑動摩擦力大小Ff＝μkt.當摩擦力Ff大小等于重力G時，由于慣性作用，物體不能立即停止運動，物體受到的摩擦力仍然是滑動摩擦力．隨著摩擦力的增大，摩擦力將大于重力．物體做減速運動直至靜止，摩擦力將變?yōu)殪o摩擦力，靜摩擦力與正壓力無關，跟重力始終平衡． 二、非選擇題 10．(2011年深圳高一檢測)某同學在做“測定木板與木塊間動摩擦因數(shù)”的實驗時，設計了兩種實驗方案： 方案一：木板固定，用彈簧測力計拉動木塊，如圖3－3－15甲所示． 圖3－3－15 方案二：用彈簧測力計鉤住木塊，用力拉動木板，如圖乙所示．上述兩種方案中，你認為更合理的方案是________． 解析：甲圖中，要使測力計的讀數(shù)等于摩擦力的大小，必須使木塊在木塊上勻速運動，不便于控制，乙圖中，不論木板是否勻速運動，測力計的讀數(shù)都等于摩擦力的大小，故乙更為合理． 答案：乙 11．(2011年銀川高一檢測)如圖3－3－16所示，當水平拉力為F＝40 N時，質量為m＝10 kg的木板可以在水平面上勻速前進．若在木板上再放一個質量為M的鐵塊，為使它們勻速前進，需加的水平拉力為60 N，求鐵塊的質量M.(取g＝10 N/kg) 圖3－3－16 解析：拉力F＝40 N時，滑動摩擦力Ff＝40 N，木板對水平面的壓力FN＝mg＝100 N，由Ff＝μFN得，動摩擦因數(shù)μ＝＝0.4.當拉力F′＝60 N時，木板對水平面的壓力F′N＝(10＋M)g＝100＋10M，摩擦力F′f＝60 N，由F′f＝μF′N得60＝0.4(100＋10 M)，解得M＝5 kg 答案：5 kg 12．(2011年常熟質檢)要使重為400 N的桌子從原地水平移動，至少要用200 N的水平推力，桌子從原地移動后，為了使它繼續(xù)做勻速運動，只要160 N的水平推力就夠了，問： (1)最大靜摩擦力Ff和動摩擦因數(shù)μ為多大？ (2)如果在靜止時用100 N的水平推力推桌子，這時的摩擦力為多大？ 解析：(1)開始推動桌面的最小的水平推力等于桌子受到的最大靜摩擦力Fm＝200 N，勻速運動時的推力與動摩擦力大小相等，由F＝Ff＝μG得μ＝＝＝0.4. (2)用100 N的推力時，桌子不動，受靜摩擦力，其大小等于水平推力100 N. 答案：(1)200 N　0.4　(2)100 N 111