内容正文:
高效作业5 摩擦力
(见学生用书P297)
微考点一 摩擦力的有无及方向判断
1.2023·桐乡一中模拟中国高速铁路最高运行速度为350 km,被誉为中国“新四大发明”之一。一位来中国旅行的瑞典人曾在网上发了一段视频,高速行驶的列车窗台上,放了一枚直立的硬币,如图所示。在列车行驶的过程中,硬币始终直立在列车窗台上,直到列车转弯的时候,硬币才倒下。这一视频证明了中国高铁极好的稳定性。关于这枚硬币,下列判断正确的是( C )
A.硬币直立过程中,列车一定做匀速直线运动
B.硬币直立过程中,一定只受重力和支持力,处于平衡状态
C.硬币直立过程中,可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力的作用
D.列车加速或减速行驶时,硬币都可能受到与列车运动方向相反的摩擦力的作用
【解析】 硬币直立过程中,硬币与列车间可能存在一定的摩擦力,列车做匀速直线运动时硬币可以直立,列车在做加速度较小的加速运动时,硬币所需要的摩擦力也会较小,也能使硬币处于直立的状态,选项A错误;硬币直立的过程,也可能处于加速运动状态,故不一定处于平衡状态,选项B错误;硬币直立过程中,可能受到与列车行驶方向相同的摩擦力的作用,选项C正确;列车加速行驶时,硬币受到的摩擦力方向与列车的运动方向相同,列车减速行驶时,硬币受到的摩擦力方向与列车运动方向相反,选项D错误。
2.2023·吴兴高级中学模拟如图所示,小鸟站在倾斜树枝上休息,保持静止状态,下列说法正确的是( C )
A.树枝受到压力是因为树枝发生了形变
B.小鸟对树枝的作用力垂直树枝斜向下
C.小鸟把树枝抓得更紧时,它受到的摩擦力保持不变
D.小鸟把树枝压弯,小鸟对树枝的作用力大于树枝对小鸟的反作用力
【解析】 树枝受到压力是因为小鸟发生了形变,故A错误;小鸟处于平衡状态,树枝对它的作用力与小鸟的重力平衡,则树枝对它的作用力竖直向上,根据牛顿第三定律,小鸟对树枝的作用力竖直向下,故B错误;小鸟处于平衡状态,所受摩擦力与小鸟的重力沿树枝向下的分力平衡,大小不变,小鸟把树枝抓得更紧时,它受到的摩擦力保持不变,故C正确;小鸟对树枝的作用力与树枝对小鸟的反作用力大小相等,方向相反,故D错误。
微考点二 关于摩擦力的综合分析与计算
3.如图所示,物体在F=10 N、方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右运动。已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,物体质量m=3 kg,g取10 m/s2,可知物体所受摩擦力为( D )
A.10 N,水平向右 B.6 N,水平向右
C.10 N,水平向左 D.6 N,水平向左
【解析】 滑动摩擦力Ff=μFN=6 N,方向与相对运动方向相反,即水平向左,选项D正确。
4.如图所示,长为3L的木板从光滑水平面滑上长为5L的粗糙桌面,停止运动时木板右端离开桌面边缘距离为L,则该过程中,木板所受摩擦力Ff与位移x的关系图线是( D )
A. B. C. D.
【解析】 由Ff=μFN可知,随着长为3L的木板逐渐进入粗糙桌面,木板所受摩擦力Ff均匀增大,全部进入粗糙桌面后,木板所受支持力不变,则木板所受摩擦力Ff也不再改变,故D正确。
5.2023·湖州二中模拟飞机逃生滑梯是飞机安全设备之一,当飞机发生紧急迫降时,充气滑梯从舱门侧翼中释放,并在10 s内充气后与地面构成倾斜滑道(滑道可近似为平直滑道),保证乘客可以安全撤离。如图所示,某机组在一次安全测试中,让一名体验者静止在滑道上,然后改变滑道与水平面之间的夹角θ,发现当θ=30°和θ=45°时,该体验者所受的摩擦力大小恰好相等,则体验者与滑道之间的动摩擦因数为( B )
A. B. C. D.
【解析】 当θ=30°和θ=45°时,该体验者所受的摩擦力大小恰好相等,则θ=30°时体验者处于静止状态,静摩擦力和重力的下滑分力平衡,即Ff1=mg sin 30°,当θ=45°时体验者沿斜面下滑,滑动摩擦力Ff2=μmg cos 45°,根据题意有mg sin 30°=μmg cos 45°,解得μ=,故选B。
6.艺术课上,老师将学生们的剪纸作品进行展出时,用一枚小磁铁将剪纸作品吸在竖直的磁性黑板上,下列关于各物体的受力情况说法正确的是( C )
A. 磁铁对剪纸的压力是由于剪纸发生形变引起的
B.黑板对剪纸的作用力与磁铁对剪纸的作用力大小相等
C.磁铁对剪纸的摩擦力与黑板对剪纸的摩擦力大小不相等
D.磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对平衡力
【解析】 磁铁对剪纸的压力是由于磁铁发生形变引起的,故A错误;磁铁对剪纸的摩擦力与剪纸对磁铁的摩擦力是一对相互作用力,故D错误;设剪纸的重力大小为G1,磁铁的重力大小为G2,对磁铁受力分析,根据平衡条件以及牛顿第三定律可知磁铁对剪纸的摩擦力大小为Ff2=G2