第三章 第三节 摩擦力-【金版新学案】2024-2025学年新教材高一物理必修第一册同步课堂高效讲义教师用书word(粤教版2019)
2024-11-12
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教辅
资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理粤教版必修 第一册 |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | 第三节 摩擦力 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.24 MB |
| 发布时间 | 2024-11-12 |
| 更新时间 | 2024-11-12 |
| 作者 | 山东正禾大教育科技有限公司 |
| 品牌系列 | 金版新学案·高中同步课堂高效讲义 |
| 审核时间 | 2024-11-12 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/48599207.html |
| 价格 | 5.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
第三节 摩擦力
【素养目标】 1.知道摩擦力的概念,理解摩擦力产生的条件。2.知道动摩擦因数,能根据相对运动的方向判断滑动摩擦力的方向,并会根据f=μFN计算其大小。3.会判断静摩擦力的方向,分析静摩擦力的大小,了解最大静摩擦力。4.认识摩擦力在生产生活中的应用,知道生产和生活中增大或减小摩擦力的实例。
知识点一 滑动摩擦力
[情境导学]
1.用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动,观察毛刷的弯曲方向。如图所示,毛刷为什么向后弯曲?
提示:因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿黑板面,与黑板擦运动方向相反。
2.把手按在桌面上,用力向前滑动,手有什么感觉?增大手与桌面的压力,感觉有什么不同?这说明什么?
提示:手受到向后的阻力(滑动摩擦力)。感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大,说明滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大。
学生用书第77页
(阅读教材P72—P74完成下列填空)
1.滑动摩擦:两个相互接触并有挤压的物体之间发生相对运动时,产生的摩擦。
2.滑动摩擦力
(1)定义:在滑动摩擦中,在接触面上产生的阻碍物体相对运动的作用力。
(2)方向:总是与物体相对运动的方向相反,与它们的接触面相切。
(3)大小
①滑动摩擦力的大小f跟压力FN成正比,还跟接触面的性质有关。
②公式:f=μFN。
③动摩擦因数μ:与接触面的材料和粗糙程度有关。
[问题探究] 如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下向右拉出,鱼缸在桌面上继续向右滑行了一段距离后停下。试讨论:
(1)鱼缸在桌面上滑动的过程中,桌面对鱼缸底的滑动摩擦力沿什么方向?鱼缸底对桌面的滑动摩擦力沿什么方向?
(2)鱼缸在桌布上滑动的过程中,桌布对鱼缸底的滑动摩擦力沿什么方向?鱼缸底对桌布的滑动摩擦力沿什么方向?
(3)滑动摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反吗?
提示:(1)向左 向右 (2)向右 向左 (3)不一定
(多选)关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.有正压力一定有滑动摩擦力
B.有滑动摩擦力一定有正压力
C.滑动摩擦力总是与接触面上的正压力垂直
D.只有运动的物体才受滑动摩擦力作用
答案:BC
解析:由产生滑动摩擦力的条件知,选项A错误,B正确;滑动摩擦力的方向与接触面相切,而正压力垂直于接触面,所以滑动摩擦力的方向跟接触面所受正压力的方向垂直,选项C正确;静止的物体也可以受滑动摩擦力作用,如擦黑板时,黑板是静止的,但黑板擦是运动的,黑板受滑动摩擦力作用,选项D错误。
角度一 滑动摩擦力的理解
有关滑动摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反
B.有滑动摩擦力必有弹力
C.物体在支持面上的滑动速度越大,滑动摩擦力也一定越大
D.公式f=μFN中的压力FN一定等于物体重力的大小
答案:B
解析:滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反,但不一定与物体运动方向相反,故A错误;滑动摩擦力的产生条件是有弹力,接触面粗糙,有相对运动,故B正确;滑动摩擦力的大小f=μFN,与物体在支持面上的滑动速度无关,其中FN为压力,FN与接触面垂直,不一定等于重力,故C、D错误。
角度二 滑动摩擦力方向的判断
如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是( )
A.若v1<v2,货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力
B.若v1<v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
C.若v1>v2,货物A受到了汽车B所施加的向左的滑动摩擦力
D.若v1>v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
审题指导:(1)首先确定货物A相对汽车B的运动方向。
(2)根据滑动摩擦力方向与相对运动方向相反确定滑动摩擦力的方向。
答案:B
解析:若v1<v2,则A相对B向右运动,故B对A施加向左的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A施加的向右的滑动摩擦力,故A错误,B正确;若v1>v2,则A相对B向左运动,故B对A施加向右的滑动摩擦力,汽车B受到了货物A施加的向左的滑动摩擦力,故C、D错误。
学生用书第78页
1.滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触挤压(即有弹力);
(2)物体间的接触面不光滑;
(3)两物体间存在相对运动。
2.滑动摩擦力的方向
(1)与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反。
(2)“相对运动”与“运动”意义不同,因此,摩擦力方向与物体的运动方向可能相同,也可能相反。
说明:判定滑动摩擦力方向的方法:
首先确定物体相对另一物体的运动方向,然后根据滑动摩擦力“总是与相对运动的方向相反”来确定方向。
针对练.(多选)(2024·广东省广州十六中高一上学期期中)如图所示,在桌面上放置一张纸片和一瓶矿泉水,矿泉水瓶静止在纸面上,如果突然迅速水平向右拉动纸的一边,将纸片拉出,而矿泉水瓶相对纸片滑动。在抽纸片过程中( )
A.拉动纸片速度加快时,矿泉水瓶受到的摩擦力保持不变
B.拉动纸片越快,矿泉水瓶受到的摩擦力越大
C.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向右
D.纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向左
答案:AC
解析:无论拉动的速度快慢,水瓶与纸片之间均为滑动摩擦力,大小均为μFN,水瓶重力不变,正压力不变,则摩擦力大小不变,故A正确,B错误;水瓶相对纸片向左运动,则纸片对矿泉水瓶摩擦力的方向向右,故C正确,D错误。
角度三 滑动摩擦力的计算
(2023·广东中山高一月考)如图所示,物体A重40 N,物体B重20 N,A与B、A与地的动摩擦因数μ相同,物体B用细绳系住,当水平力F=32 N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数。
答案:0.4
解析:以物体A为研究对象,其受力情况如图所示。
物体B对A的压力FN2=GB,地面对A的支持力FN1=GA+GB
所以A受B的滑动摩擦力
f2=μFN2=μGB
A受地面的摩擦力
f1=μFN1=μ(GA+GB)
又由题意得
F=f1+f2=μ(GA+2GB)
将F=32 N,GA=40 N,GB=20 N代入解得μ= 0.4。
滑动摩擦力的大小计算
1.公式法:根据公式f=μF压计算。
(1)正压力F压是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,F压的大小根据物体的受力情况确定。
(2)动摩擦因数μ与材料、接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关。
2.二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡条件求解。
针对练.如图所示,重力G=20 N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10 N、方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力的大小和方向是( )
A.2 N,水平向左 B.2 N,水平向右
C.10 N,水平向左 D.12 N,水平向右
答案:B
解析:物体在水平面上向左运动,受到滑动摩擦力的方向水平向右。物体对水平面的压力大小FN等于物体的重力G,则摩擦力大小为f=μFN=μG=0.1×20 N=2 N,故选B。
知识点二 静摩擦力
[情境导学]
1.静止在斜坡上的巨石(图1)有没有滑动的趋势?石块是否受到静摩擦力的作用?如果有,石块受到的静摩擦力方向如何?
2.在大型超市中,站在斜坡式自动扶梯上的顾客(图2),是否受到静摩擦力的作用?运动的物体可以受到静摩擦力吗?
提示:1.有滑动趋势 石块受到沿斜面向上的静摩擦力的作用
2.顾客受到沿斜面向上的静摩擦力 运动的物体可以受到静摩擦力的作用。
学生用书第79页
(阅读教材P75—P76完成下列填空)
1.静摩擦力:当两个相互接触的物体之间具有相对运动趋势时,物体间产生的摩擦叫作静摩擦,这时产生的摩擦力叫作静摩擦力。
2.静摩擦力的方向:总是与物体相对运动趋势的方向相反,与它们的接触面相切。
3.最大静摩擦力:物体所受到的静摩擦力有一个最大值,这个最大值叫作最大静摩擦力。最大静摩擦力fmax在数值上等于物体刚刚开始运动时所需的最小拉力。
4.静摩擦力的大小:两物体间实际发生的静摩擦力f在0和最大静摩擦力fmax之间,即0<f静≤fmax。
[问题探究] 如图所示,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,观察弹簧测力计示数及其变化情况。
当测力计的示数为1 N时,木块没有动;逐渐增大拉力到2 N时,木块仍静止;继续增大拉力到4 N时,木块开始运动,此时拉力突然变小到3.8 N,此后木块匀速运动,拉力保持3.8 N不变。
(1)木块受到的拉力为1 N时,有相对桌面运动的趋势但没有运动,说明什么呢?
(2)随着外力的增大,静摩擦力大小变化吗?若变化,如何变化?
(3)木块开始移动时弹簧测力计的示数有何特点?
(4)若在木块上增加砝码,木块开始移动时弹簧测力计的示数如何变化?这说明什么?
提示:(1)说明桌面对木块施加了一个与拉力方向相反、大小也为1 N的力,这个力就是桌面对木块的静摩擦力。
(2)由二力平衡知,随着外力的增大,静摩擦力大小发生变化,相应增大。
(3)木块开始移动时弹簧测力计的示数达到最大,也就是静摩擦力有一个最大值,这个最大值比滑动摩擦力稍微大一些。
(4)弹簧测力计的示数增大,最大静摩擦力随正压力的增大而增大。
角度一 静摩擦力的理解
关于静摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.两个表面粗糙的物体,只要直接接触就会产生静摩擦力
B.静摩擦力总是阻碍物体的运动
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
答案:C
解析:两个表面粗糙的物体,只有直接接触产生形变,且有相对运动趋势,才会产生静摩擦力,故A错误;静摩擦力的方向总是与物体的相对运动趋势方向相反,故B错误,C正确;物体所受静摩擦力的大小随物体所受外力的变化而变化,而最大静摩擦力是一定的,故D错误。
角度二 静摩擦力方向的判断
如图所示,在平直公路上有一辆汽车,车厢中装有一木箱,试判断下列情况中,木箱所受摩擦力的方向,并说明摩擦力是动力还是阻力。
(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车厢无相对滑动);
(2)汽车刹车时(二者无相对滑动);
(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动);
(4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时;
(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速,木箱在车上滑动时。
答案:见解析
解析:(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时,假设二者的接触面是光滑的,木箱将相对于汽车向后滑动,实际上两者无相对滑动,说明木箱有相对汽车向后滑动的趋势,所以木箱受到向前的静摩擦力,是木箱运动的动力。
(2)汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对于汽车向前滑动,实际木箱没有滑动,说明有相对汽车向前滑动的趋势,所以木箱受到向后的静摩擦力,是木箱运动的阻力。
(3)木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动,也无相对滑动趋势,木箱与汽车间没有摩擦力。
(4)汽车刹车,木箱相对汽车向前滑动,所以木箱受到向后的滑动摩擦力,是木箱运动的阻力。
(5)汽车在匀速行驶过程中突然加速,木箱相对汽车向后滑动,所以木箱受到向前的滑动摩擦力,是木箱运动的动力。
学生用书第80页
1.静摩擦力的产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动的趋势。
2.静摩擦力的理解
(1)“相对静止”的两层含义:一是两个物体都静止;二是两个物体做速度相同的运动。
(2)“相对运动趋势”:是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有运动的可能,但还处于相对静止状态。
(3)“阻碍效果”:静摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动趋势。静摩擦力既可与物体的运动方向相同为动力,也可与物体的运动方向相反为阻力。
3.静摩擦力的方向
(1)在接触面上与接触面相切,且与物体相对运动趋势的方向相反。
(2)当物体处于平衡状态(静止或匀速直线运动)时,与使物体产生相对运动趋势的外力方向相反。
4.静摩擦力有无的判断方法
(1)条件判断法:接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势。
(2)假设法
(3)平衡条件法:根据二力平衡的条件判断。
针对练1.(2024·浙江省嘉兴五中高一上学期期中)某武警战士爬杆训练的场景如图所示,战士在匀速竖直向上爬升,下列说法正确的是( )
A.战士受到的摩擦力方向向上
B.战士受到的摩擦力方向向下
C.战士受到的摩擦力大于其受到的重力大小
D.手握得越紧,杆子与手之间的动摩擦因数就会越大
答案:A
解析:战士受到的重力向下,有向下运动的趋势,所以战士受到的摩擦力方向向上,故A正确,B错误;战士在匀速向上爬升的过程中,竖直方向受重力和静摩擦力,二力平衡,因而静摩擦力的大小等于自身重力的大小,故C错误;动摩擦因数与材料、接触面的粗糙程度有关,与受到的压力无关,故D错误。
针对练2.(2024·陕西省蓝田县期中)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是( )
A.A物体受到的摩擦力方向向右
B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C.B受到的摩擦力沿斜面向下
D.B、C受到的摩擦力方向相反
答案:B
解析:物体A在水平方向上做匀速直线运动,水平方向不受摩擦力,故A错误;物体B、C均有相对传送带向下滑的趋势,由平衡条件可得,物体B、C均受到沿斜面向上的静摩擦力,故C、D错误;三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零,故B正确。
1.(粤教版P77T1改编)(多选)关于滑动摩擦力,以下说法正确的是( )
A.滑动摩擦力总是和物体相对运动的方向相反
B.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
C.只有运动的物体才受到滑动摩擦力
D.滑动摩擦力总跟物体的重力成正比
答案:AB
解析:根据滑动摩擦力的特征可知,滑动摩擦力的效果总是阻碍物体间的相对运动,滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,A、B正确;若甲、乙两物体之间有相互作用的弹力,甲处于静止状态,乙相对甲在运动,此时,甲受到了乙对其的滑动摩擦力作用,可知静止的物体也有可能受到滑动摩擦力,C错误;滑动摩擦力与物体接触面之间的弹力大小成正比,而该弹力大小不一定与重力大小相等,因此不能认为滑动摩擦力总跟物体的重力成正比,D错误。故选AB。
2.用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向始终静止,则手对瓶子的摩擦力( )
A.握力越大,摩擦力越大
B.向瓶子中加水,摩擦力变大
C.方向向下
D.手越干越粗糙,摩擦力越大
答案:B
解析:瓶子保持静止,受力平衡,对瓶子受力分析可知,竖直方向上受重力和静摩擦力,二力平衡,因而静摩擦力大小等于重力,方向竖直向上;握力变大后,瓶子依然保持静止,竖直方向上重力和静摩擦力依然平衡,静摩擦力还是等于重力;向瓶子中加水,瓶子和水的总重力增加,所受静摩擦力变大。故选B。
3.下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图可能正确的是( )
答案:C
解析:物体静止在水平面上,与水平面间没有相对运动的趋势,所以不受摩擦力作用,故A错误;汽车相对斜坡有向下运动的趋势,摩擦力与重力沿斜坡向下的分力相平衡,所以汽车受到沿斜坡向上的摩擦力,故B错误;如果外力F沿斜面向上的分力小于重力沿斜面向下的分力,则物体受到的摩擦力沿斜面向上,故C正确;瓶子相对手有向下运动的趋势,所以瓶子所受摩擦力方向向上,故D错误。故选C。
学生用书第81页
4.(多选)(2023·广东梅州高一期中)重60 N的木块A 静止在水平地面上,它与地面之间的动摩擦因数为 0.25;现通过一轻弹簧水平向左缓慢用力推木块,弹簧的劲度系数为400 N/m,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,弹簧始终没超过弹性限度,如图所示。以下说法正确的是( )
A.当轻弹簧的压缩量 x=2 cm时,木块A 所受摩擦力大小是 6 N
B.当轻弹簧的压缩量 x=4 cm时,木块A 所受摩擦力大小是 15 N
C.当轻弹簧的压缩量 x=5 cm 时,木块A 所受摩擦力大小是 15 N
D.当轻弹簧的压缩量 x=6 cm 时,木块A 所受摩擦力大小是 16 N
答案:BC
解析:木块A与地面间的最大静摩擦力为fm=μG=15 N。弹簧的压缩量x=2 cm时,弹簧弹力为F1=kx=400×0.02 N=8 N<fm,故木块A受力平衡,所受静摩擦力等于弹簧的弹力8 N,故A错误;弹簧的压缩量x=4 cm时,弹簧弹力F2=kx′=400×0.04 N=16 N>fm,木块A处于运动状态,受滑动摩擦力,大小为15 N,故B正确;当轻弹簧的压缩量x=5 cm时,木块A处于运动状态,受滑动摩擦力,大小为15 N,故C正确;当弹簧压缩量为x=6 cm时,木块A处于运动状态,受滑动摩擦力,大小为15 N,故D错误。故选BC。
课时测评17 摩擦力
(时间:30分钟 满分:60分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-9题,每题4分,共36分)
1.(多选)有关滑动摩擦力的说法正确的是( )
A.相互接触并有相对运动的物体间必有摩擦力
B.两物体之间有滑动摩擦力,则其间必有弹力
C.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
D.滑动摩擦力一定与压力的方向垂直
答案:BD
解析:滑动摩擦力的产生条件是接触、挤压、相对运动、不光滑,接触挤压时一定存在弹力,A错误,B正确;滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,与物体的相对运动方向相反,而不是与物体的运动方向相反,C错误;摩擦力沿着物体表面,而压力垂直于物体表面,两者一定垂直(同一接触面处),D正确。
2.(2023·广东中山高一统考期末)人类日常生活离不开摩擦力。如果没有摩擦力,我们将不能走路,汽车不能行驶。下列关于摩擦力的说法中正确的是( )
A.吃饭时拿在手中的筷子不会滑落,是因为有摩擦力的作用
B.汽车轮胎表面都是花纹,是为了减小摩擦力
C.爬竿表演时杂技演员沿竖直竹竿匀速下滑,受到的摩擦力方向向下
D.静止的物体不会受到摩擦力
答案:A
解析:吃饭时拿在手中的筷子因为受重力而有下落的趋势,由于静摩擦力的作用才没有从手中滑落,A正确;汽车轮胎表面都是花纹,是为了增大摩擦力,B错误;爬竿表演时杂技演员沿竖直竹竿匀速下滑时,竖直方向的重力和摩擦力平衡,大小相等、方向相反,所以受到的摩擦力方向向上,C错误;静止的物体可能会受到滑动摩擦力,比如汽车急刹车时,地面受到滑动摩擦力,D错误。故选A。
3.(2023·广东深圳高一校考期末)如图所示,用手握住玻璃杯做以下动作时,对杯子所受的摩擦力描述正确的是( )
A.水平匀速移动杯子,摩擦力为0
B.匀速向上移动杯子,摩擦力向下
C.匀速向下移动杯子,摩擦力向下
D.保持杯子静止,无论手握的力多大,摩擦力都不变
答案:D
解析:玻璃杯匀速移动或者静止时都处于平衡状态,而竖直方向只受重力和静摩擦力,故摩擦力大小始终等于重力的大小,方向向上,不会发生变化,故选D。
4.(2023·新疆高一校联考期中)中国书法历史悠久,是中华民族优秀传统文化之一。小华同学练习书法时握毛笔的姿势如图所示,笔杆竖直,则下列说法正确的是( )
A.手握毛笔悬空时毛笔可能不受到摩擦力
B.手握毛笔悬空时毛笔所受摩擦力的大小与握笔的力度成正比
C.握毛笔写字时,毛笔对纸面的压力就是毛笔所受的重力
D.在纸面上向右书写时,毛笔对纸面的摩擦力方向向右
答案:D
解析:手握毛笔悬空时毛笔在竖直方向上受到的重力和静摩擦力相互平衡,静摩擦力的大小始终与毛笔的重力大小相等,故A、B错误;握毛笔写字时,毛笔对纸面的压力属于弹力,与毛笔所受的重力是不同性质的两种力,故C错误;在纸面上向右书写时,毛笔相对于纸面向右运动,毛笔受到向左的摩擦力,则毛笔对纸面的摩擦力方向向右,故D正确。故选D。
5.一物体置于粗糙水平地面上,按如图所示不同的放法,在水平力F的作用下运动,设地面与物体各接触面间的动摩擦因数均相等,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:滑动摩擦力f=μFN,滑动摩擦力与接触面间的动摩擦因数及正压力有关,与接触面的大小无关,三种情况下μ相同,FN也相等,则三种情况下的滑动摩擦力大小相等,故选D。
6.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上,已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ=0.2,重力加速度g取10 m/s2,当用水平力F=3 N推木板,使它经过如图所示的位置时,桌面对木板的摩擦力为( )
A.3 N B.2 N
C.1.5 N D.0.5 N
答案:B
解析:因为木板被推动,所以木板受到的摩擦力为滑动摩擦力,木板对桌面的压力大小FN=mg=10 N,所以桌面对木板的滑动摩擦力为f=μFN=2 N,B正确。
7.如图,将一重力不计的白纸夹在课本与水平桌面之间,现用水平拉力F将白纸从书本底下向右抽出(书本未从桌面滑落),已知课本重力为G,所有接触面间的动摩擦因数均为μ,则在白纸被抽出的过程中( )
A.课本对白纸的摩擦力方向向右
B.抽动瞬间,白纸受到的摩擦力为2μG
C.抽动瞬间拉力F越大,课本与白纸间的摩擦力越大
D.课本与白纸间的摩擦力大小始终等于μG
答案:B
解析:根据题意可知,白纸相对课本向右运动,则课本对白纸的摩擦力方向向左,故A错误;抽动瞬间,白纸受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式f=μFN,且白纸受到课本与桌面的两个滑动摩擦力,方向均向左,可知其大小为2μG,故B正确;课本与白纸间的摩擦力为滑动摩擦力,大小与接触面间的粗糙程度和接触面间的正压力有关,与拉力无关,故C错误;在开始一段时间内,课本与白纸间的压力等于重力,此时摩擦力等于μG,当白纸滑过课本的中心线时,课本与纸面间的压力小于重力,滑动摩擦力小于μG,故D错误。故选B。
8.(2023·广东广州高一期中)某马戏团在三根竖直爬杆上进行着猴子的攀爬表演,三只小猴的质量相同,小猴甲静止在杆上,小猴乙匀速向上爬动,小猴丙匀速往下爬动。关于三只小猴,下列说法正确的是( )
A.小猴甲为了不掉下来,用力抓握杆,这样小猴的摩擦力变大了
B.小猴乙在攀爬的过程中,所受的摩擦力向下
C.小猴丙在攀爬的过程中,所受的摩擦力向上
D.三只小猴中乙所受摩擦力最大
答案:C
解析:小猴甲处于静止状态,受力平衡,向上的摩擦力为静摩擦力,大小等于其重力,小猴甲用力抓握杆,不改变静摩擦力的大小,故A错误;小猴乙在匀速向上攀爬的过程中受力平衡,受到的向上的摩擦力和向下的重力平衡,故B错误;小猴丙在匀速向下攀爬的过程中受力平衡,受到的向上的摩擦力和向下的重力平衡,故C正确;三只小猴均处于平衡状态,所受的摩擦力均等于其重力大小,大小相等,故D错误。故选C。
9.(2023·江西九江高一期中)如图所示,A物体沿竖直墙自由下滑,B、C、D物体均静止,各接触面均粗糙,则( )
A.物体A与墙面之间可能存在摩擦力
B.斜面对物体B的支持力竖直向上
C.物体C一共受到四个力的作用
D.物体D与地面之间一定存在弹力
答案:D
解析:物体A自由下落,虽与墙接触,但并未对墙产生挤压,物体A与墙面之间不存在摩擦力,故A错误;支持力垂直于接触面指向被支持的物体,则可知斜面对物体B的支持力垂直斜面斜向左上方,故B错误;分析可知,物体C受重力以及两根绳子上各自对C的拉力三个力的作用,故C错误;若物体D与地面之间不存在弹力,则地面对物体D就不存在摩擦力,物体D将在绳子斜向右上方的拉力的作用下向右运动,而实际上物体D处于静止状态,因此可知地面对物体D一定有摩擦力的作用,则物体D与地面之间一定存在弹力,故D正确。故选D。
10.(12分)(2023·广东广州高一期中)一轻质弹簧原长l0=10 cm,用它竖直提着一个质量m=5 kg的物体,当物体处于静止状态时,弹簧长度l1=15 cm。将物体置于水平桌面上,用该弹簧沿水平方向拉该物体,当物体在水平桌面上匀速运动时弹簧长度l2=12 cm。重力加速度大小取g=10 m/s2,求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)物体与桌面间的动摩擦因数。
答案:(1)1 000 N/m (2)0.4
解析:(1)用弹簧竖直提着物体时,弹簧的弹力大小为F1=mg=50 N
此时弹簧的形变量为x1=l1-l0=0.05 m
由胡克定律可知,弹簧的劲度系数为
k==1 000 N/m。
(2)用该弹簧沿水平方向拉该物体使其做匀速直线运动时,弹簧的形变量为x2=l2-l0=0.02 m
此时物体所受滑动摩擦力大小为
f=F2=kx2=20 N
物体对水平桌面的压力大小为FN=mg=50 N
物体与桌面间的动摩擦因数为μ==0.4。
11.(12分)(2023·广东惠州高一期中)如图甲所示为测量静摩擦力的实验装置,质量为m=1.0 kg的小物块放在水平桌面上。现用力沿水平方向拉小物块,拉力F从0开始逐渐增大,小物块先静止后运动。用力传感器采集拉力的大小F,并用计算机绘制出F随时间t变化的图像,如图乙所示。小物块运动起来后,如果做匀速直线运动,拉力大小将保持为3.2 N。已知重力加速度大小g=10 m/s2。
(1)由图乙可知,小物块与水平桌面间的最大静摩擦力为多大?
(2)小物块与桌面间的动摩擦因数μ是多大?
(3)当用8 N的力来拉小物块时,小物块与地面之间的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力?大小等于多少?
答案:(1)3.4 N (2)0.32 (3)滑动摩擦力 3.2 N
解析:(1)由题图乙可知,小物块与水平桌面间的最大静摩擦力为fm=3.4 N。
(2)由题图乙可知,物块与水平面间的滑动摩擦力为f=3.2 N
根据滑动摩擦力公式f=μFN=μmg
解得μ=0.32。
(3)当用8 N的力来拉小物块时,因为拉力大于最大静摩擦,所以小物块与地面之间的摩擦力是滑动摩擦力,大小为f=3.2 N。
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