3.2摩擦力 同步练习-2024-2025学年高一上学期物理人教版（2019）必修第一册

2024-2025学年人教版高一物理（必修一）《3.2摩擦力》提优训练（一） （时间：60分钟 满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。 1．有关滑动摩擦力的下列说法中，正确的是(　　) A．物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比 B．滑动摩擦力不一定与压力垂直 C．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 D．滑动摩擦力随着压力的增大而增大 2．如果自行车在平直公路上自然滑行，前后车轮所受摩擦力的方向(　　) A．都向前　　　　　　　 B．都向后 C．前轮向前，后轮向后 D．前轮向后，后轮向前 第2题图 第3题图 第4题图 3.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀速拖出的过程中(　　) A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小 B．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小 C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小 D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变 4.在田径世锦赛上，运动员冲刺百米，图为运动员奔跑途中的两个瞬间，用F1、F2分别表示运动员在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于F1、F2的方向，以下说法正确的是(　　) A．F1向后，F2向后 B．F1向前，F2向前 C．F1向前，F2向后 D．F1向后，F2向前 5．以下说法错误的是(　　) A．摩擦力可以是动力也可以是阻力 B．由公式μ＝F/FN可以看出，μ与F成正比，与FN成反比 C．滑动摩擦力的方向与物体运动方向可能相同 D．摩擦力方向可能与运动方向不在一直线 6．一物体置于粗糙水平地面上，按图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触 面的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是(　　) 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 第6题图 第7题图 第8题图 7. 一根质量为m，长为L的均匀长方木条放在水平桌面上，木条与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平力F推木条，当木条经图所示位置时，桌面对它的摩擦力为(　　) A．Μmg B.μmg C.μmg D．上述选项均不对 8．将一张A4纸（质量可忽略不计）夹在物理习题册内，A4纸上方书页总质量为0.3kg，A4纸下方书页总质量为0.5kg，A4纸与书页之间、书与桌面之间的动摩擦因数均为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为（取g=10m/s2）（　　） A．1.2N B．2.4N C．3.2N D．4.8N 9．水平桌面上有一个重200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) 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 10．如图所示，、两个物体叠放在水平地面上，质量均为，与间动摩擦因数为，与地面间动摩擦因数为，。现用力拉着物体向右匀速运动，下列说法正确的是（重力加速度为）（　　） A．物块受到的摩擦力为 B．物块与一起向右做匀速运动 C．物块受到地面水平向左的摩擦力 D．地面对的摩擦力大小为 第10题图 第11题图 第12题图 11．如图所示，物体A、B间的最大静摩擦力为3N，B与地面间的最大静摩擦力为6N，同时有方向相反、大小均为N的两个水平力分别作用于A和B上，下列判断正确的是（　　） A．A对B的摩擦力方向向右 B．地面对B的摩擦力方向向左 C．B和地面间的摩擦力为1N D．A、B间的摩擦力为1N 12．如图所示，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，用水平向左的力作用于A、用水平向右的力F作用于C时，A、B、C均处于静止状态，则下列判断正确的是（　　） A．地面对C的摩擦力大小等于F B．A对B的压力就是A的重力 C．A对B的摩擦力大小等于，方向水平向右 D．B对C的摩擦力大小等于，方向水平向左 二、填空题(本题共1小题，共12分．按题目要求作答) 13.（12分）一同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时,设计了两种实验方案: 方案A:木板固定,用弹簧测力计拉动木块,如图甲所示; 方案B:用弹簧测力计钩住木块,用力拉动木板,如图乙所示。 除了实验必需的弹簧测力计、木块、木板和细线外,该同学还准备了若干重力均为2.0 N的砝码。 (1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是　　　　,理由是　;  (2)该同学在木板上加放砝码,改变木块对木板的压力,记录了5组实验数据,如表所示: 实验序号 1 2 3 4 5 砝码/个 0 1 2 3 4 正压力F压/N 0 2.00 4.00 6.00 8.00 测力计读数F/N 1.50 2.00 2.50 2.90 3.50 请根据上述数据在图中作出测力计示数F和砝码对木块压力F压的关系图像; (3)由图像可知,木块的重力为　　　　N,木块与木板间的动摩擦因数为　　　　。  三、计算题(本题共3小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 14.（14分） 如图所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块重G＝6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25 .问： (1)当F＝25 N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？ (2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？ (3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？ (4)当F＝6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？ 15．如图所示，一个质量为M＝2 kg的物体放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只质量为m0＝0.1 kg的小桶相连，已知：M受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5 N，细绳水平，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小． (1)只挂m0处于静止状态时； (2)只挂m0但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时； (3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的砂子时； (4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的砂子时． 16．（12分）某同学借来学校实验室的弹簧秤、刻度尺、方木块（一端固定有拉环），用来探究弹力和摩擦力，弹簧秤的质量可不计。 （1）他先用刻度尺测出弹簧秤弹簧的原长l0=10.00cm，然后将方木块挂在弹簧秤下，当木块静止时弹簧秤示数为F1=5.0N。用刻度尺测得此时弹簧长度l=12.50cm。 （2）他又将方木块放在实验桌面上，用弹簧秤勾住木块的拉环，然后用手水平向右拉弹簧秤（如图），在缓慢增大拉力的过程中，当弹簧秤示数为F2=3.2N，方木块开始运动，而当木块匀速运动时，弹簧秤示数稳定在F3=3.0N，根据以上测得的数据，求∶ ①弹簧秤弹簧的劲度系数k； ②方木块与实验桌面间的最大静摩擦力； ③方木块与实验桌面间的动摩擦因数μ。 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年人教版高一物理（必修一）《3.2摩擦力》提优训练（一） （时间：60分钟 满分：100分） 一、选择题：本题共12小题，每小题4分，共48分。 1．有关滑动摩擦力的下列说法中，正确的是(　　) A．物体所受的滑动摩擦力与物体所受的重力成正比 B．滑动摩擦力不一定与压力垂直 C．滑动摩擦力总是阻碍物体的运动 D．滑动摩擦力随着压力的增大而增大 【答案】D 【解析】：滑动摩擦力与压力成正比，而不是与重力成正比，所以A选项错误，D选项正确．滑动摩擦力的方向总是与接触面相切，而压力总是垂直接触面，故摩擦力一定垂直压力，B选项错误．滑动摩擦力总是阻碍物体的相对运动，但不一定阻碍物体的运动，因此C选项错误． 2．如果自行车在平直公路上自然滑行，前后车轮所受摩擦力的方向(　　) A．都向前　　　　　　　 B．都向后 C．前轮向前，后轮向后 D．前轮向后，后轮向前 【答案】B 【解析】：选B.自行车自然滑行时，人不再给后轮施加力的作用，由于惯性，人和车应向前滑行，此时前、后轮的转动都是由于受到地面给它们施加了摩擦力作用，即前、后轮都有相对地面向前运动的趋势，前、后轮受的摩擦力都应向后，如图所示． 第2题图 第3题图 第4题图 3.装修工人在搬运材料时施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出，如图所示，则在匀速拖出的过程中(　　) A．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，摩擦力逐渐减小 B．材料与平台之间的接触面积逐渐减小，拉力逐渐减小 C．平台对材料的支持力逐渐减小，摩擦力逐渐减小 D．材料与平台之间的动摩擦因数不变，支持力也不变，因而工人拉力也不变 【答案】D 【解析】：匀速拉动的过程只能持续到重心离开台面的瞬间，材料的重心在台面上，故材料对台面的压力不变，故材料受到的支持力不变，故C错误；而在拉动过程中动摩擦因数不变，由f＝μN可知摩擦力是不变的，故A错误；因为材料做匀速直线运动，摩擦力不变，所以工人的拉力是不变的，故B错误，D正确． 4.在田径世锦赛上，运动员冲刺百米，图为运动员奔跑途中的两个瞬间，用F1、F2分别表示运动员在图甲、乙两瞬间所受到的摩擦力，则关于F1、F2的方向，以下说法正确的是(　　) A．F1向后，F2向后 B．F1向前，F2向前 C．F1向前，F2向后 D．F1向后，F2向前 【答案】C 【解析】：人在奔跑时，脚与地面相对静止，受到静摩擦力。题图甲中，脚用力后蹬，相对地面有向后滑的趋势，受到向前的静摩擦力，F1向前；题图乙中脚接触地面时有相对地面向前滑的趋势，受到的静摩擦力向后，F2向后，故C对。 5．以下说法错误的是(　　) A．摩擦力可以是动力也可以是阻力 B．由公式μ＝F/FN可以看出，μ与F成正比，与FN成反比 C．滑动摩擦力的方向与物体运动方向可能相同 D．摩擦力方向可能与运动方向不在一直线 【答案】B 【解析】：摩擦力的方向与运动方向可以相同也可以相反，摩擦力可以是动力也可以是阻力，故A正确，C正确．μ与接触面的粗糙程度及物体的材料有关，与F和FN无关，B错．摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反，可能与运动方向不在一直线，故D正确． 6．一物体置于粗糙水平地面上，按图所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触 面的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是(　　) 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 【答案】D 【解析】：动摩擦因数μ跟接触面的大小无关，因三种情况下μ相等，且对地面的压力大小都等于物体的重力，所以Ff＝μFN＝μmg，应选D. 第6题图 第7题图 第8题图 7. 一根质量为m，长为L的均匀长方木条放在水平桌面上，木条与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平力F推木条，当木条经图所示位置时，桌面对它的摩擦力为(　　) A．Μmg B.μmg C.μmg D．上述选项均不对 【答案】A 【解析】：压力仍为FN＝mg，∴Ff＝μmg.故A对．本题易错选B.误认为摩擦力大小与接触面积有关． 8．将一张A4纸（质量可忽略不计）夹在物理习题册内，A4纸上方书页总质量为0.3kg，A4纸下方书页总质量为0.5kg，A4纸与书页之间、书与桌面之间的动摩擦因数均为0.4，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为（取g=10m/s2）（　　） A．1.2N B．2.4N C．3.2N D．4.8N 【答案】B 【解析】A4纸与书上下两个接触面都有滑动摩擦力，摩擦因数相同，且正压力均等于上方书页总重力．则有：当拉力等于摩擦力时，拉力最小，所以有：ACD错误，B正确。故选B。 9．水平桌面上有一个重200 N的物体，与桌面间的动摩擦因数为0.2，当依次用15 N、30 N、80 N的水平力拉此物体时，物体受到的摩擦力依次为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) 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 【答案】A 【解析】：物体的最大静摩擦力Fm＝μmg＝40 N故F1＝15 N＜Fm，物体受静摩擦力Ff1＝F1＝15 NF2＝30 N＜Fm，物体受静摩擦力Ff2＝F2＝30 NF3＝80 N＞Fm，物体受滑动摩擦力Ff3＝μmg＝40 N，故A项正确． 10．如图所示，、两个物体叠放在水平地面上，质量均为，与间动摩擦因数为，与地面间动摩擦因数为，。现用力拉着物体向右匀速运动，下列说法正确的是（重力加速度为）（　　） A．物块受到的摩擦力为 B．物块与一起向右做匀速运动 C．物块受到地面水平向左的摩擦力 D．地面对的摩擦力大小为 【答案】C 【解析】A．物块受到的摩擦力为，选项A错误；B．因为，物块保持静止，选项B错误；C．根据摩擦力的判断方法，物块受到地面水平向左的摩擦力，选项C正确； D．由A选项可知，物块A对B的摩擦力大小为，根据平衡条件得地面对的摩擦力大小为，选项D错误。故选C。 第10题图 第11题图 第12题图 11．如图所示，物体A、B间的最大静摩擦力为3N，B与地面间的最大静摩擦力为6N，同时有方向相反、大小均为N的两个水平力分别作用于A和B上，下列判断正确的是（　　） A．A对B的摩擦力方向向右 B．地面对B的摩擦力方向向左 C．B和地面间的摩擦力为1N D．A、B间的摩擦力为1N 【答案】D 【解析】AD．对A受力分析，拉力为1N，小于A、B间的最大静摩擦力，故拉不动A，A、B间是静摩擦力，由平衡条件可知，A、B间是静摩擦力为1N，A对B的摩擦力方向向左。故A错误；D正确；BC．对AB整体受力分析，两个拉力恰好平衡，所以整体相对地面没有运动趋势，不受摩擦力。即地面和B之间没有摩擦力。故BC错误。故选D。 12．如图所示，在水平地面上叠放着A、B、C三个完全相同的物块，用水平向左的力作用于A、用水平向右的力F作用于C时，A、B、C均处于静止状态，则下列判断正确的是（　　） A．地面对C的摩擦力大小等于F B．A对B的压力就是A的重力 C．A对B的摩擦力大小等于，方向水平向右 D．B对C的摩擦力大小等于，方向水平向左 【答案】D 【解析】A．将A、B、C三个物体看成一个整体，分析这个整体受力，竖直方向受重力支持力平衡；水平方向受向左的和向右的力F，因为静止所以水平方向也要受力平衡，故C还要受到地面的摩擦力，方向向左，故A错误；B．A的重力是由于受到地球吸引而产生的，受力物体是A，A对B的压力的受力物体是B，故B错误；C．单独分析A受力，竖直方向A受重力支持力，水平方向A受水平向左的，因为静止所以A还会受到B对A的水平向右的静摩擦力，力的作用都是相互的，B会受到A对B的静摩擦力大小等于，方向向左，故C错误；D．单独分析C水平方向受力，受到水平向右的力F和地面对C的向左的摩擦力，因为静止要受力平衡，所以C还要受到B对C的向左摩擦力，故D正确。故选D。 二、填空题(本题共1小题，共12分．按题目要求作答) 13.（12分）一同学在做“测定木板与木块间动摩擦因数”的实验时,设计了两种实验方案: 方案A:木板固定,用弹簧测力计拉动木块,如图甲所示; 方案B:用弹簧测力计钩住木块,用力拉动木板,如图乙所示。 除了实验必需的弹簧测力计、木块、木板和细线外,该同学还准备了若干重力均为2.0 N的砝码。 (1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是　　　　,理由是　;  (2)该同学在木板上加放砝码,改变木块对木板的压力,记录了5组实验数据,如表所示: 实验序号 1 2 3 4 5 砝码/个 0 1 2 3 4 正压力F压/N 0 2.00 4.00 6.00 8.00 测力计读数F/N 1.50 2.00 2.50 2.90 3.50 请根据上述数据在图中作出测力计示数F和砝码对木块压力F压的关系图像; (3)由图像可知,木块的重力为　　　　N,木块与木板间的动摩擦因数为　　　　。  【答案】（1）B方案　弹簧测力计示数稳定 （2）如图所示。（3）6.00　0.25 【解析】：更合理的方案是B方案,因为木板向左运动的快慢不会引起弹簧测力计示数的变化;方案A中必须保证木块做匀速直线运动,才能使弹簧测力计的读数等于滑动摩擦力,这在实际实验中很难做到,几乎不可能实现。由滑动摩擦力的定义可知Ff=μ(F压+G),故由图像的斜率和纵轴截距可算出木块的重力G=6.00 N,动摩擦因数为μ=0.25。 三、计算题(本题共3小题，共40分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位) 14.（14分） 如图所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上，已知木块重G＝6 N，木块与墙壁间的动摩擦因数μ＝0.25 .问： (1)当F＝25 N时，木块没有动，木块受到的摩擦力为多大？ (2)当F增大为30 N时，木块仍静止，木块受到的摩擦力为多大？ (3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块受到的摩擦力为多大？ (4)当F＝6 N时，木块受到的摩擦力又为多大？ 【答案】（1）6 N.（2）6 N.（3）2.5 N （4）1.5 N. 【解析】：(1)对木块进行受力分析，木块没动，说明木块处于平衡状态，根据二力平衡条件知，木块受的静摩擦力一定和重力大小相等，方向相反，F1＝6 N. (2)当F增大为30 N时，木块与墙壁之间仍然是静摩擦力，这个力与重力相平衡，因此F2＝6 N. (3)当F＝10 N时，木块沿墙面下滑，此时木块和墙面之间是滑动摩擦力，所以F3＝μFN＝0.25×10 N＝2.5 N. (4)当F＝6 N时，木块与墙之间仍是滑动摩擦力F4＝μFN＝0.25×6 N＝1.5 N. 15．如图所示，一个质量为M＝2 kg的物体放在粗糙水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2，用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一只质量为m0＝0.1 kg的小桶相连，已知：M受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5 N，细绳水平，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小． (1)只挂m0处于静止状态时； (2)只挂m0但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时； (3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的砂子时； (4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的砂子时． 【答案】(1)1 N　(2)1 N　(3)4.3 N　(4)4 N 【解析】(1)因为m0g＝1 N<Fmax，M处于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得F1＝m0g＝1 N. (2)在M上再放一个M′＝3 kg的物体，M仍静止，仍受静摩擦力F2＝F1＝m0g＝1 N. (3)因为(m0＋m1)g＝4.3 N<Fmax，故M处于静止状态，所受静摩擦力F3＝(m0＋m1)g＝4.3 N. (4)因为(m0＋m2)g＝6 N>Fmax，故物体运动，受到滑动摩擦力作用，所以F4＝μFN＝μMg＝4 N. 16．（12分）某同学借来学校实验室的弹簧秤、刻度尺、方木块（一端固定有拉环），用来探究弹力和摩擦力，弹簧秤的质量可不计。 （1）他先用刻度尺测出弹簧秤弹簧的原长l0=10.00cm，然后将方木块挂在弹簧秤下，当木块静止时弹簧秤示数为F1=5.0N。用刻度尺测得此时弹簧长度l=12.50cm。 （2）他又将方木块放在实验桌面上，用弹簧秤勾住木块的拉环，然后用手水平向右拉弹簧秤（如图），在缓慢增大拉力的过程中，当弹簧秤示数为F2=3.2N，方木块开始运动，而当木块匀速运动时，弹簧秤示数稳定在F3=3.0N，根据以上测得的数据，求∶ ①弹簧秤弹簧的劲度系数k； ②方木块与实验桌面间的最大静摩擦力； ③方木块与实验桌面间的动摩擦因数μ。 【答案】①；②3.2N；③0.6 【解析】①根据F=kx得弹簧的劲度系数 ②在逐渐增大拉力的过程中，当弹簧秤示数为F2=3.2N方木块开始运动，则最大静摩擦力为3.2N； ③当木块匀速运动时，弹簧秤示数稳定在F3=3.0N，物块与水平桌面之间的动摩擦因数为μ根据平衡条件 Ff=F3解得 14．（12分）如图所示，一质量不计的弹簧自由长度为20cm，一端固定于质量为m＝2kg的物体上，在另一端施加一水平拉力F。若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长至22cm时，物体恰好匀速运动。（设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，取重力加速度g＝10m/s2，弹簧始终在弹性限度内） （1）求弹簧的劲度系数； （2）若将弹簧拉长至21cm时，稳定后物体受到的摩擦力大小为多少？ （3）若将弹簧拉长至23cm时，物体受到的摩擦力大小为多少？ 【答案】（1）200N/m；（2）2N；（3）4N 【解析】(1)当弹簧拉长至22cm时，物体恰好匀速运动；物体匀速前进时 解得 (2)根据胡克定律因 则f为静摩擦力，大小为2N； (3) 根据胡克定律由于 则有f为滑动摩擦力，大小为4N 学科网（北京）股份有限公司 $$