内容正文:
课时梯级训练(12) 摩擦力
1.关于摩擦力与弹力的关系,下列说法不正确的是 ( )
A.有弹力一定有摩擦力
B.有弹力不一定有摩擦力
C.有摩擦力一定有弹力
D.同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直
A 解析:若相互接触的两个物体之间有弹力,但两物体间无相对运动或相对运动趋势,则不可能有摩擦力,A错误,B正确;有弹力是有摩擦力的必要条件,所以有摩擦力必有弹力,C正确;根据弹力和摩擦力的方向关系可知,D正确。
2.如图所示,质量为50 kg的箱子静止在水平地面上,用大小为230 N的水平力推箱子。已知箱子与地面间的动摩擦因数为0.4,g取10 m/s2,则箱子所受摩擦力的大小为 ( )
A.0 B.130 N
C.200 N D.500 N
C 解析:箱子所受最大静摩擦力Ffm=μFN=μmg=200 N<F=230 N,即箱子受滑动摩擦力Ff=μFN=200 N,C正确。
3.如图所示,用水平外力F将物体压在竖直墙壁上使其保持静止不动。物体的重力为10 N,物体与墙壁间的动摩擦因数μ=0.2,物体与墙壁间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.F可能为40 N
B.如果F为100 N,则物体受到的摩擦力为20 N
C.增大F的数值,物体与墙壁间的摩擦力保持不变
D.撤去水平力F,物体与墙壁间的摩擦力保持不变
C 解析:若最大静摩擦力为10 N,根据fm=μF可知F=50 N,可知F至少为50 N,不可能为40 N,A错误;如果F=100 N>50 N,则物体处于静止状态,此时物体受到的摩擦力等于重力,为10 N,B错误;物体与墙壁之间的摩擦力大小等于重力,则增大F的数值,物体与墙壁间的摩擦力保持不变,C正确;撤去水平力F,物体与墙壁间的压力为零,则摩擦力变为零,D错误。
4.一个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相等,则物体受到的摩擦力的大小关系是 ( )
A.Ffa>Ffb>Ffc B.Ffb>Ffa>Ffc
C.Ffc>Ffb>Ffa D.Ffa=Ffb=Ffc
D 解析:滑动摩擦力Ff=μFN,滑动摩擦力与接触面的动摩擦因数以及正压力有关,三种情况下μ相同,FN也相等,故三种情况下的滑动摩擦力大小相等,D正确。
5.(多选)如图所示为皮带传动装置,当机器正常运转时,关于主动轮上A点、与主动轮接触的皮带上的B点、与从动轮接触的皮带上的C点及从动轮上的D点,这四点的摩擦力方向的描述,正确的是 ( )
A.A点受到的摩擦力沿顺时针方向
B.B点受到的摩擦力沿顺时针方向
C.C点受到的摩擦力沿逆时针方向
D.D点受到的摩擦力沿逆时针方向
AD 解析:当主动轮逆时针运转时,若皮带与两轮不打滑,则皮带B处阻碍轮A点的滑动,则B点的静摩擦力方向沿逆时针,而A点受到的摩擦力与B点受到的摩擦力是作用力与反作用力关系,所以A点的摩擦力方向沿顺时针,A正确,B错误;同理,由于从动轮由皮带带动,轮D点在C点的带动下运动,因C点逆时针转动,所以D点的摩擦力方向沿逆时针,而C点的摩擦力方向沿顺时针,由上分析可知,C错误,D正确。
6.(多选)如图所示,一木块放在水平桌面上,受到水平向右的力F1=7 N和水平向左的力F2=2 N的共同作用,木块处于静止状态 ( )
A.若撤去F1,木块受到的合力一定为零
B.若撤去F1,木块受到的摩擦力一定为2 N
C.若撤去F2,木块受到的合力一定为2 N
D.若撤去F2,木块受到的摩擦力一定为2 N
AB 解析:木块在水平方向受到F1=7 N、F2=2 N与摩擦力作用而静止,处于平衡状态,由平衡条件得F1=F2+f,静摩擦力f=F1-F2=5 N,最大静摩擦力大于等于5 N。若撤去力F1=7 N,木块受到推力F2=2 N作用,由于最大静摩擦力大于等于5 N,则F2小于最大静摩擦力,木块静止不动,所受合力为零,受到的摩擦力一定为2 N,A、B正确;若撤去力F2=2 N,木块受到推力F1=7 N作用,由于最大静摩擦力大于等于5 N,则F1可能大于最大静摩擦力,木块所受合力不为零,木块受到的摩擦力不等于7 N,C、D错误。
7.(多选)如图所示,一些商场安装了智能化的台阶式自动扶梯。为了节约能源,在没有乘客乘行时,自动扶梯以较小的速度匀速运行;当有乘客乘行时,自动扶梯经过先加速再匀速两个阶段运行,则电梯在运送乘客的过程中 ( )
A.乘客始终受摩擦力作用
B.扶梯匀速时乘客不受摩擦力作用
C.加速运行过程中,扶梯对乘客的摩擦力沿扶梯斜向上
D.加速运行过程中,扶梯对乘客的摩擦力沿水平方向
BD 解析:匀速运动阶段,乘客受重力以及扶梯对乘客竖直向上的支持力,没有摩擦力,A错误,B正确;加速运动阶段,因为摩擦力沿着接触面,所以扶梯对乘客有水平向左的摩擦力,D正确,C错误。
8.某同学用如图甲所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数。跨过光滑定滑轮的细线两端分别与放置在木板上的木块和弹簧测力计相连。
(1)(多选)下列说法正确的是________。
A.实验前,应先对弹簧测力计调零
B.应保持与木块相连的细线水平
C.实验时,应将木板匀速向左拉出
D.实验时,拉木板的速度越大越好
(2)图乙是某次实验中弹簧测力计示数放大图,木块受到的滑动摩擦力为f=________N。
(3)为进行多次实验,该同学采取了在木块上增加砝码个数的方法。若木块质量为m0,砝码的质量、动摩擦因数和重力加速度分别用m、μ和g来表示,则摩擦力f=________(用前面的物理量的字母表示)。测得多组数据后,该同学描绘的f-m图线如图丙所示,则他测得的动摩擦因数μ=________(重力加速度g取10 m/s2)。
答案:(1)AB (2)2.75(2.74~2.77均可)
(3)μ(m+m0)g 0.4
解析:(1)实验前,应先对弹簧测力计调零,否则读数不准确,A正确;应保持与木块相连的细线水平,否则木块与木板之间的正压力不等于木块的重力,B正确;实验时,只需保证木板的速度适中,不必使木板匀速运动,C、D错误。
(2)在弹簧测力计上,1 N之间有10个小格,一个小格代表0.1 N,即弹簧测力计的分度值为0.1 N,此时的示数为2.75 N,由二力平衡得木块受到的滑动摩擦力为2.75 N。
(3)摩擦力f=μFN=μ(m+m0)g,f-m图像的斜率表示μg ,图像的斜率k==4 N/kg,所以μ=0.4。
9.如图所示,物体A、B的质量分别为mA=10 kg,mB=20 kg,A与B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。当用水平力F=80 N向右拉轻滑轮时,B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力为多大?(g取10 m/s2)
答案:30 N 70 N
解析:A与B、B与水平桌面间的最大静摩擦力分别为
FmA=μmAg=30 N
FmB=μ(mAg+mBg)=90 N
由于绳子对物体A的拉力
FA==40 N>FmA
故B对A的摩擦力为滑动摩擦力,大小为30 N,方向向左
物体B受到向右的拉力=40 N和A施加给它的大小为30 N的摩擦力
FB=40 N+30 N<FmB
故桌面对B的摩擦力为静摩擦力,大小为FB=70 N,方向向左。
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