内容正文:
专项05 摩擦力大小的计算与方向的判断
一、摩擦力方向判定问题(共18题)
二、摩擦力大小的计算问题(共25题)
一、摩擦力方向判定问题(共18题)
1. (2025安徽)如图所示、叠放在水平面上的甲、乙两个长方体物块,在水平拉力的作用下,一起以速度向左做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 甲对乙的摩擦力方向水平向左
B. 水平而对甲的摩擦力方向水平向右
C. 乙对甲的压力和水平面对甲的支持力是一对平衡力
D. 乙受到的重力和甲对乙的支持力是一对相互作用力
2.如图是“竹筷提米”实验。玻璃杯和米被慢慢提起后,整体静止,则米对筷子的摩擦力的方向是( )
A.竖直向下 B.垂直向上
C.竖直向上 D.向上、向下都可能
3.如图所示,在比较光滑的桌面上放两辆能自由移动的小车,把一个小玩具车,在开动马达后,拿在手上,然后慢慢的往下放(如图甲所示),当玩具车与下面两辆小车刚刚接触时,发现下面的小车运动情况如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向后,后轮受到的摩擦力方向向前
B.这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向前,后轮受到的摩擦力方向向后
C.这个玩具车的前轮和后轮受到的摩擦力方向均向前
D.这个玩具车的前轮和后轮受到的摩擦力方向均向后
4. 如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动。下列分析正确
的是( )
A. 木块受到水平向右的摩擦力 B. 木块所受摩擦力的大小为F
C. 小车受到水平向左的摩擦力 D. 小车所受摩擦力的大小为F
5.窗玻璃上趴着一只壁虎(如图),水平向右推窗,当壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动的过程中,壁虎受到摩擦力的方向是( )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右
6.如图所示,用6N的水平拉力F拉动物体A在水平地面上向右匀速运动,物体B静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是
A.A对B的摩擦力大小为4N,方向水平向右
B.B对A的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C.地面对A的摩擦力大小为4N,方向水平向左
D.地面对A的摩擦力大小为6N,方向水平向左
7. 如图所示,用水平力F=60N将G=10N的物体压在竖直墙面上静止,则墙面给物体的摩擦力是( )
A.60N,竖直向上 B.10N,竖直向上
C.10N,竖直向下 D.70N,竖直向上
8.校运动会爬杆比赛,小明第一个爬到杆顶。如图所示,小明紧紧握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力为f1;片刻后,小明适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下,此时他受到摩擦力为f2,则( )
A.f1竖直向上,f2竖直向上,f1>f2
B.f1竖直向上,f2竖直向上,f1=f2
C.f1竖直向上,f2竖直向下,f1>f2
D.f1竖直向上,f2竖直向下,f1=f2
9.(2024八下·南昌期中)如图甲,小车在水平方向受到两个拉力和的作用。拉力和的大小随时间变化的图像如乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图像如图丁,根据图像,下列分析不正确的是( )
A.时,小车受到的摩擦力大小是1N,摩擦力的方向水平向左
B.时,小车受到的摩擦力大小是1.5N,摩擦力方向水平向右
C.在4s到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
D.时和时,小车受到的摩擦力一定相同
10. 如图所示,用5N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是( )
A. 必须使木板A作匀速运动才能测出B受到的摩擦力
B. A对B的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C. B对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
D. 地面对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
11.建筑工人用如图所示的装置担提起四块砖。设每块砖重为G,当砖被提起后处于静止时,第二块砖左右两面受到的摩擦力是( )
A.左右两面分别受到大小为0.5G的向上的摩擦力
B.左面受到向上的大小为G的摩擦力,右面受到的摩擦力为零
C.左面受到向上的大小为2G的摩擦力,右面受到向下的大小为G的摩擦力
D.左面受到向上的大小为G的摩擦力,右面受到向下的大小为2G的摩擦力
12. 如图所示,用6N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右做匀速直线运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,则B所受摩擦力的大小为______N,方向为______(选填“水平向左”或“水平向右”),地面对A的摩擦力大小为______N。
13. 如图所示,一个木箱放在各处粗糙程度均相同的水平地面上,对木箱施加一个水平向右、大小为15N的拉力,使木箱水平向右做匀速直线运动,则此过程中木箱受到的摩擦力为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
14.如图所示,用5N的力沿水平方向拉动物体B,使物体B在水平放置的木板A上向左做匀速直线运动。则物体B所受摩擦力为______N;木板A上表面所受摩擦力的方向水平向______(选填“左”或“右”)。
15.(2024·内蒙古)如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右的拉力F1=9N,B物块受到水平向左的拉力F2=6N,此时A、B两物块一起向右做匀速直线运动,则A对B的摩擦力方向 (选填“向左”或“向右”),B对水平桌面的摩擦力大小为 N。
16.如图所示,两块相同的竖直挡板之间夹有3块相同的砖,每块砖重为8N,砖的编号分别是1、2、3。现用大小均为40N的水平力F压住挡板,使这些砖保持悬空静止。则这时砖块1与挡板之间的摩擦力是______N,1号砖块受到2号砖块的摩擦力的方向是______(选填“竖直向上”、“竖直向下”)。
17.如图,用6N的力握住总重为1.5N的水杯静止不动,此时水杯受到的摩擦力大小为______N;若握力增大到8N,则手与水杯之间摩擦力的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);如果手拿杯子匀速直线向上运动,此时水杯受到的摩擦力方向为______。
18. 如图所示,文具盒在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动, F与时间t的关系如图所示。0~2s内,文具盒做匀速直线运动,此过程中它所受的摩擦力方向向________(选填“左”或“右”),大小为________ N; 3~4s内,文具盒所受合力的大小为________ N。
二、摩擦力大小的计算问题(共25题)
19. (2025四川自贡)如图,质量为0.5kg的物体静置于水平桌面上,用10N的水平拉力使物体沿水平方向做匀速直线运动,g取。下列说法正确的是( )
A. 物体对桌面的压力大于5N B. 物体受到的摩擦力是10N
C. 若为5N,物体仍做匀速直线运动 D. 若为15N,物体仍做匀速直线运动
20.(2023八下·万山月考)小明沿水平方向推箱子前行,推力为 F,如图甲所示。推箱子过程中, 其 F-t 和 v-t 的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断正确的是( )
A.0~3s,箱子受到摩擦力大小为 6N
B.t=5s 时,箱子受到摩擦力大小为 9N
C.3~9s 时,箱子受到的摩擦力先变大后变小
D.9~12s,箱子受到摩擦力大小为 6N
21. (2024黑龙江龙东)如图1所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,物体0~3s静止,3~6s速度由0变为1m/s,6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,拉力随时间变化关系如图2所示。下列选项正确的是( )
A. 0~3s受到的摩擦力大小为2N
B. 3~6s受到的摩擦力大小为6N
C. 6~9s受到的摩擦力大小为4N
D. 6~9s物体通过的路程1m
22. 水平桌面上有物体A、B。如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动:如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力、图乙中,下列说法正确的是( )
A. A与桌面的摩擦力方向向右
B. A与桌面摩擦力为14N
C. B与桌面的摩擦力为8N
D. 绳子的拉力为6N
23.如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=30N的水平力作用在B物块上,AB一起做匀速直线运动,此时B物块所受A的摩擦力为fB;若将F2=50N的水平力按如图乙所示,作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,则A物块所受地面的摩擦力为fA,则下列正确的是( )
A.fB=30N fA=30N B.fB=30N fA=50N
C.fB=0N fA=30N D.fB=0N fA=50N
24.如图所示,一足够长木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用F=10N的力水平向左拉B,使B以速度v向左匀速运动,稳定后A静止不动,这时弹簧的拉力F1=4N,则下面说法中正确的是( )
A.木板B受到A的滑动摩擦力的大小为6N
B.木板B对地面的滑动摩擦力的大小为4N
C.若用2F的力作用在木板B上,木块A受到的摩擦力大小仍为4N
D.若用外力拉着木板B向左加速运动,木板B受到地面的摩擦力大于6N
25. 如图,同一长方体木块先后以相同的速度v,在同一水平面上被匀速直线拉动,甲图中平放,乙图中竖放,丙图中平放且在上面叠放一重物(重物与木块相对静止),木块所受的水平拉力分别为、和,则( )
A. B. C. D.
26. 如图所示,物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A恰好沿水平桌面匀速向右运动(忽略绳重和滑轮摩擦)。下列判断正确的是( )
A. 物体A受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
B. 小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力是一对平衡力
C. 物体A向右运动过程中,受到水平向左的滑动摩擦力,大小为mg
D. 向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,A所受摩擦力的大小不变
27.水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.0~2s,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4s,物体做匀速直线运动
C.2~4s,物体受到的摩擦力是3N
D.4~6s,物体受到的摩擦力是2N
28.如图所示,物体A和B叠放在一起放在水平地面上,在大小为F的恒力作用下,沿水平面做匀速直线运动,则下列结论错误的是( )
A.甲乙两图中A物体所受摩擦力大小均为F
B.甲乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C.甲图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
29. 在研究摩擦力时,小刚同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行甲、乙、丙三次实验。如图所示,当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数F1、F2、F3的大小关系为( )
A.F1=F2>F3 B.F1>F2>F3 C.F1=F2<F3 D.F1<F2=F3
30.小明在操场进行爬杆锻炼,在竖直杆上攀爬,匀速向上运动时受到的摩擦力大小为,匀速向下运动时受到的摩擦力大小为。若小明所受重力为G,则( )
A. B.
C. D.
31. (2025四川凉山)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向______(选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为______N,方向水平向______(选填“左”或“右”)。
32. 将物体A、B叠放在水平面C上,然后两物体在如图所示外力的作用下,一起以相同速度做匀速直线运动,则B、C间摩擦力为 N,A、B间 (选填“有”或“没有”)摩擦力。
33.如图所示,物体A重5N,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为4N的物体B,此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是 N,若在物体A上加一个水平向左的拉力F,使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动,则所加拉力的大小为 N(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦)
34. 如图甲所示,完全相同的木块A和B紧靠在一起平放在粗糙程度相同的水平桌面上,在10N的水平推力F1作用下一起向右做匀速直线运动。若将A、B叠放到该桌面上,用水平力F2拉着B使它们一起向右做匀速直线运动(如图乙所示),则拉力F2=____N,此时木块A所受的摩擦力为 _______N。
35. 如图所示,在“研究影响滑动摩擦力大小因素”实验中,在木块上放一个砝码,用弹簧测力计拉动木块和砝码一起在长木板上滑动。当木块和砝码一起匀速滑动时,弹簧测力计的读数是3N,此时木块受到长木板的滑动摩擦力大小是_________N,砝码_________(选填“受”或“不受”)木块的静摩擦力作用。
36. 如图甲所示,各个面粗糙程度相同的a、b两个铁块叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=10N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为________N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2的作用下,一起向右做匀速直线运动,则F2=________N。
37.(2024·安徽)如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬,在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,g取10N/kg,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 N。
38. 如图所示,三个相同的物体A、B、C叠放在一起,当B受到3N的水平拉力时,三个物体一起向右匀速运动,则A与B之间、B与C之间的摩擦力分别为______N和______N。
39. 如图所示,物块A重15N、B重5N,B放在A上。用100N的水平推力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是_____N。推力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则的大小为_____N。
40. 芳芳用如图所示的装置进行实验探究(不计弹簧测力计的重力):当水平向左的拉力时,物体B水平向左匀速运动(B足够长),弹簧测力计示数为4N且保持不变,此时物体A受到的摩擦力大小为______N,物体B对地面的摩擦力大小为______N。
41.(2023八上·渝北期末)某酒店为了提升客人的住宿体验,为客人提供更好更舒适的服务,使用智能送餐机器人实现了无接触主动配送。如图所示,是该酒店智能送餐机器人,空载时质量为,一次最多可以配送的物品(即满载时总质量为),求:
(1)空载时,机器人受到的重力是多少?(取)
(2)满载行驶时,机器人受到的摩擦力是总重力的0.1倍,则受到的摩擦力是多少?
42.(2024·江苏苏州·二模)已知物体间滑动摩擦力的大小跟它们之间的压力成正比。a、b、c三个物体接触面和地面的粗糙程度相同。
(1)如图所示,三个相同木块叠在一起,用手给b一个水平向右的力F1=3N,此时a、b、c能一起向右做匀速直线运动,此时木块c受到地面施加的水平向左 N的摩擦力。
(2)若现在左手固定c不动,右手给b的水平力为F2,使物体a、b能一起刚好向右做匀速运动,则F2的大小为 N。
(3)若现在右手固定a、b不动,左手给c的水平力为F3,使物体c能刚好向左被匀速拉出,则F3的大小为 N。
43.人工智能逐渐融入我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量约为35kg,当该机器人托着质量为5kg的物体送餐做匀速直线运动时,机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。(g=10N/kg)
(1)求该送餐机器人自身的重力;
(2)匀速直线运动时,送餐机器人所受摩擦力的大小。
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专项05 摩擦力大小的计算与方向的判断
一、摩擦力方向判定问题(共18题)
二、摩擦力大小的计算问题(共25题)
一、摩擦力方向判定问题(共18题)
1. (2025安徽)如图所示、叠放在水平面上的甲、乙两个长方体物块,在水平拉力的作用下,一起以速度向左做匀速直线运动,下列说法正确的是( )
A. 甲对乙的摩擦力方向水平向左
B. 水平而对甲的摩擦力方向水平向右
C. 乙对甲的压力和水平面对甲的支持力是一对平衡力
D. 乙受到的重力和甲对乙的支持力是一对相互作用力
【答案】B
【解析】A.根据题意可知甲、乙一起做匀速直线运动,甲和乙之间没有相对运动,也没有相对运动趋势,所以甲与乙之间没有摩擦力的作用,则甲对乙没有摩擦力的作用,故A错误;
B.甲受力平衡,水平方向的拉力与地面对甲的摩擦力平衡,拉力方向水平向左,则地面对甲的摩擦力方向水平向右,故B正确;
C.乙对甲的压力与乙的重力大小相等,水平面对甲的支持力与甲和乙的总重力大小相等,这两个力大小不相等,所以这两个力不是一对平衡力,故C错误;
D.乙受到的重力和甲对乙的支持力作用在同一物体上,且大小相等,方向相反,作用在同一直线,所以这两个力是一对平衡力,故D错误。
故选B。
2.如图是“竹筷提米”实验。玻璃杯和米被慢慢提起后,整体静止,则米对筷子的摩擦力的方向是( )
A.竖直向下 B.垂直向上
C.竖直向上 D.向上、向下都可能
【答案】A
【解析】玻璃杯中的处于静止状态,玻璃杯和米受到重力的作用,还会受到筷子对米竖直向上的摩擦力的作用,根据物体间力的作用是相互的,则米对筷子的摩擦力的方向上竖直向下的。故选:A。
3.如图所示,在比较光滑的桌面上放两辆能自由移动的小车,把一个小玩具车,在开动马达后,拿在手上,然后慢慢的往下放(如图甲所示),当玩具车与下面两辆小车刚刚接触时,发现下面的小车运动情况如图乙所示,下列判断正确的是( )
A.这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向后,后轮受到的摩擦力方向向前
B.这个玩具车的前轮受到的摩擦力方向向前,后轮受到的摩擦力方向向后
C.这个玩具车的前轮和后轮受到的摩擦力方向均向前
D.这个玩具车的前轮和后轮受到的摩擦力方向均向后
【答案】A
【解析】从小车的运动情况可看出,小车受到玩具车车轮施加的力的作用,从而改变了两个小车的运动状态;玩具车前轮下面的小车向前运动,说明玩具车前轮给它施加了向前的摩擦力作用,根据物体间力的作用是相互的,小车同时给玩具车前轮施加了向后的摩擦力作用,即玩具车前轮受到的摩擦力方向向后;同理:玩具车后轮下面的小车向后运动,说明玩具车后轮给它施加了向后的摩擦力作用,根据物体间力的作用是相互的,小车同样给玩具车后轮施加了向前的摩擦力作用,即玩具车后轮受到的摩擦力的方向向前,故A正确;故BCD错误。故选A。
4. 如图所示,在水平拉力F的作用下,木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动。下列分析正确
的是( )
A. 木块受到水平向右的摩擦力 B. 木块所受摩擦力的大小为F
C. 小车受到水平向左的摩擦力 D. 小车所受摩擦力的大小为F
【答案】CD
【解析】AB.木块随小车一起在水平地面上向右做匀速直线运动,此时木块与小车之间没有相对运动趋势,因此木块不受摩擦力,AB错误;
C.在水平拉力F的作用下,小车在水平地面上向右做匀速直线运动,小车向右运动,因此小车受到向左的摩擦力,C正确;
D.小车做匀速直线运动,根据二力平衡知识,小车所受到的摩擦力大小与拉力F相等,方向与拉力F相反,D正确。故选CD。
5.窗玻璃上趴着一只壁虎(如图),水平向右推窗,当壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动的过程中,壁虎受到摩擦力的方向是( )
A.竖直向上 B.竖直向下 C.水平向左 D.水平向右
【答案】A
【解析】当壁虎随窗玻璃一起向右匀速移动的过程中,壁虎和玻璃之间相对静止的,壁虎受到平衡力的作用,竖直方向上壁虎受到重力和摩擦力的作用,重力的方向竖直向下,摩擦力的方向竖直向上.(提示:壁虎在水平方向不受力的作用)
6.如图所示,用6N的水平拉力F拉动物体A在水平地面上向右匀速运动,物体B静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是
A.A对B的摩擦力大小为4N,方向水平向右
B.B对A的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C.地面对A的摩擦力大小为4N,方向水平向左
D.地面对A的摩擦力大小为6N,方向水平向左
【答案】C
【解析】A、因B静止时处于平衡状态,水平方向受到测力计向左的拉力和A对B向右的摩擦力是一对平衡力,
所以,A对B水平向右的摩擦力fA对B=F示=2N,故A错误;
B、因A对B的摩擦力和B对A的摩擦力是一对相互作用力,
所以,B对A的摩擦力方向水平向左,大小为2N,故B错误;
CD、因物体A做匀速直线运动时,受到水平向右的拉力和B对A向左的摩擦力、地面对A向左的摩擦力处于平衡状态,
所以,由力的合成可得:fB对A+f地=F,
则地面对A水平向左的摩擦力:f地=F﹣fB对A=6N﹣2N=4N,故C正确,D错误。
7. 如图所示,用水平力F=60N将G=10N的物体压在竖直墙面上静止,则墙面给物体的摩擦力是( )
A.60N,竖直向上 B.10N,竖直向上
C.10N,竖直向下 D.70N,竖直向上
【答案】B
【解析】物体紧压在竖直的墙面上静止不动,受到平衡力的作用;
在竖直方向上,重力和摩擦力是一对平衡力,故f=G=10N;
重力的方向竖直向下,摩擦力的方向竖直向上,故B正确。
故选:B。
8.校运动会爬杆比赛,小明第一个爬到杆顶。如图所示,小明紧紧握住杆子保持静止,此时他受到的摩擦力为f1;片刻后,小明适度减小握杆子的力量使自己匀速滑下,此时他受到摩擦力为f2,则( )
A.f1竖直向上,f2竖直向上,f1>f2
B.f1竖直向上,f2竖直向上,f1=f2
C.f1竖直向上,f2竖直向下,f1>f2
D.f1竖直向上,f2竖直向下,f1=f2
【答案】B
【解析】小明紧紧握住杆子保持静止时,其重力与静摩擦力平衡,由二力平衡条件可知:fl的方向竖直向上,且f1=G;
匀速下滑时,其重力与滑动摩擦力平衡,则f2的方向竖直向上,且f2=G,所以f1=f2.故B正确。故选:B。
9.(2024八下·南昌期中)如图甲,小车在水平方向受到两个拉力和的作用。拉力和的大小随时间变化的图像如乙和丙,小车的运动状态随时间变化的图像如图丁,根据图像,下列分析不正确的是( )
A.时,小车受到的摩擦力大小是1N,摩擦力的方向水平向左
B.时,小车受到的摩擦力大小是1.5N,摩擦力方向水平向右
C.在4s到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,小车将做匀速直线运动
D.时和时,小车受到的摩擦力一定相同
【答案】AC
【解析】A、由图丁可知,t=1s时,小车的速度为0,处于静止状态,受力平衡,小车受到的合力为0,水平方向上受到向左的拉力F1和向右的拉力F2、静摩擦力的共同作用;由图可知,此时的F1=2N,F2=1N,则静摩擦力为: f1=F1-F2=2N-1N=1N,方向与F2的方向相同,水平向右,故A错误;
B、由v-t图像可知,4s~6s小车做匀速直线运动,处于平衡状态;由图可知,此时 F'1=5N,F'2=3.5N,则滚动摩擦力f'=F'1-F'2= 5N- 3.5N=1.5N,方向与F2的方向相同,水平向右;当t=3s时,F1大于F2,小车向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的滚动摩擦力不变,仍然为1.5N,摩擦力方向水平向右,故B正确;
C、在4到6s这个时间段,若桌面变得绝对光滑,则小车不会受到摩擦力的作用,由于此时的两个拉力不同,受力不平衡,所以小车做变速运动,故C错误;
D、t= 7s时,由图可知,此时的F1''= 0N,F2''= 4N,小车向左运动,小车对桌面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,则受到的摩擦力不变,为1.5N,方向向右,因此t=3s时和t=7s时,小车受到的摩擦力相同,故D正确;
故答案为AC。
10. 如图所示,用5N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右匀速运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,下列说法正确的是( )
A. 必须使木板A作匀速运动才能测出B受到的摩擦力
B. A对B的摩擦力大小为2N,方向水平向右
C. B对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
D. 地面对A的摩擦力大小为3N,方向水平向右
【答案】B
【解析】A.在拉动A的过程中,B相对地面静止,它受到的摩擦力等于水平拉力,即弹簧测力计的示数,因为它们是一对平衡力,所以无论A是否作匀速运动,都可测得B受到的摩擦力,故A错误;
BC.B相对地面静止,在水平方向上所受的弹簧测力计的向左拉力与A对B的摩擦力是一对平衡力,它们大小相等,方向相反,所以A对B的摩擦力fAB=2N
方向向右。而A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对相互作用力,它们的大小相等,方向相反,所以B对A的摩擦力大小为2N,方向向左。故C错误,B正确;
D.A受到水平向右的拉力的作用,匀速向右运动,地面对A的摩擦力向左,则A在水平方向上受到的向左的地面的摩擦力、B对A的摩擦力和向右的拉力作用处于平衡状态,所以地面对A的摩擦力
fA=F-fBA=5N-2N=3N
故D错误。故选B。
11.建筑工人用如图所示的装置担提起四块砖。设每块砖重为G,当砖被提起后处于静止时,第二块砖左右两面受到的摩擦力是( )
A.左右两面分别受到大小为0.5G的向上的摩擦力
B.左面受到向上的大小为G的摩擦力,右面受到的摩擦力为零
C.左面受到向上的大小为2G的摩擦力,右面受到向下的大小为G的摩擦力
D.左面受到向上的大小为G的摩擦力,右面受到向下的大小为2G的摩擦力
【答案】B
【解析】以四块砖为整体作为研究对象,受力分析如,砖静止,由平衡条件可得:
f+f=4G,f=2G。
以第一块砖为研究对象,受力分析如图,同理可得,f=G+f1,f1=f-G=2G-G=G;
物体间力的作用是相互的,第一块砖对第二块砖的摩擦力f1与第二块砖对第一块砖的摩擦f1大小相等方向相反,即f1'=f1=G,方向竖直向上,砖本身所受重力为G,竖直向下,这两个力平衡,故砖右边不可能再受到第三个力,否则就会失去平衡,故第二块砖右边受摩擦力,如图。
故答案为:B
12. 如图所示,用6N的水平拉力F拉动木板A在水平地面上向右做匀速直线运动,物体B相对地面静止不动,弹簧测力计示数为2N,则B所受摩擦力的大小为______N,方向为______(选填“水平向左”或“水平向右”),地面对A的摩擦力大小为______N。
【答案】 2 水平向右 4
【解析】由图中可知,物体B相对于木板A向左运动,故可知物体B受到水平向右的木板A的摩擦力f,物体B同时受到水平向左的弹簧测力计的拉力F拉,由力的平衡可得,物体B所受摩擦力的大小为
f=F拉=2N
方向水平向右。
由力作用的相互性可知,木板A受到水平向左的物体B的摩擦力f′,且对木板A受力分析可知,木板A在水平方向上受到向右的拉力F和向左的地面的摩擦力f地,由力的平衡可得
F=f地+f′
解得地面对木板A的摩擦力为
f地=F-f′=6N-2N=4N
方向水平向左。
13. 如图所示,一个木箱放在各处粗糙程度均相同的水平地面上,对木箱施加一个水平向右、大小为15N的拉力,使木箱水平向右做匀速直线运动,则此过程中木箱受到的摩擦力为 N,方向水平向 (选填“左”或“右”)。
【答案】15;左。
【解析】对木箱施加一个水平向右、大小为15N的拉力,使木箱水平向右做匀速直线运动,此时木箱处于平衡状态,拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为15N;木箱水平向右做匀速直线运动,则摩擦力的方向是水平向左的。
14.如图所示,用5N的力沿水平方向拉动物体B,使物体B在水平放置的木板A上向左做匀速直线运动。则物体B所受摩擦力为______N;木板A上表面所受摩擦力的方向水平向______(选填“左”或“右”)。
【答案】 5 左
【解析】物体B在水平放置的木板A上向左做匀速直线运动,所受到摩擦力和拉力是一对平衡力,所以
f=F=5N
以物体B为参照物,木板A向右运动,所以木板A上表面所受B的摩擦力的方向水平向左。
15.(2024·内蒙古)如图所示,在水平桌面上放置A、B两个长方体物块,A物块受到水平向右的拉力F1=9N,B物块受到水平向左的拉力F2=6N,此时A、B两物块一起向右做匀速直线运动,则A对B的摩擦力方向 (选填“向左”或“向右”),B对水平桌面的摩擦力大小为 N。
【答案】向右 3
【解析】A向右做匀速直线运动,受到的摩擦力与拉力是平衡力,大小相等,方向相反,为9N,方向向左;即B对A的摩擦力为9N,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是相互作用力,大小相等,方向相反,则A对B的摩擦力为9N,方向向右。
AB一起向右做匀速直线运动,将AB看成一个整体,AB受平衡力作用,由平衡力得,水平桌面对B的摩擦力为
f=F1-F2=9N-6N=3N
由相互作用力大小相等可知,B对水平桌面的摩擦力大小为3N。
16.如图所示,两块相同的竖直挡板之间夹有3块相同的砖,每块砖重为8N,砖的编号分别是1、2、3。现用大小均为40N的水平力F压住挡板,使这些砖保持悬空静止。则这时砖块1与挡板之间的摩擦力是______N,1号砖块受到2号砖块的摩擦力的方向是______(选填“竖直向上”、“竖直向下”)。
【答案】 12 竖直向下
【解析】对物体整体受力分析,物体受重力、左右两侧挡板的摩擦力,物体保持静止,即总摩擦力等于三块砖的总重力24N,这时砖块1与挡板之间的摩擦力为
对砖块1受力分析,受到砖块1与挡板之间竖直向上的摩擦力12N,竖直向下的重力为8N,由于砖块1保持静止,则受到砖块2给它竖直向上的摩擦力为
根据力的作用是相互的,1号砖块受到2号砖块的摩擦力的方向竖直向下,大小为4N。
17.如图,用6N的力握住总重为1.5N的水杯静止不动,此时水杯受到的摩擦力大小为______N;若握力增大到8N,则手与水杯之间摩擦力的大小将______(选填“变大”、“变小”或“不变”);如果手拿杯子匀速直线向上运动,此时水杯受到的摩擦力方向为______。
【答案】1.5 不变 竖直向上
【解析】握住水杯静止不动,水杯受到的摩擦力与重力是一对平衡力
握力增大到8N,但杯子仍处于静止状态,受到的摩擦力与重力仍是一对平衡力,重力不变,所以水杯受到的摩擦力不变。
手拿杯子匀速直线向上运动,水杯受到的摩擦力与重力二力平衡,方向相反,重力方向竖直向下,则此时水杯受到的摩擦力方向为竖直向上。
18. 如图所示,文具盒在水平向右的推力F的作用下,沿水平桌面运动, F与时间t的关系如图所示。0~2s内,文具盒做匀速直线运动,此过程中它所受的摩擦力方向向________(选填“左”或“右”),大小为________ N; 3~4s内,文具盒所受合力的大小为________ N。
【答案】 左 2 1
【解析】0~2s内,文具盒做匀速直线运动,处于平衡状态,受到摩擦力与推力F是一对大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在同一物体上的平衡力,由坐标图可知,0~2s内,文具盒受到向右的推力为2N,所以0~2s内,文具盒受的摩擦力大小为2N,方向向左。
3~4s内,文具盒对桌面的压力和与桌面的粗糙程度不变,则此时文具盒受到的摩擦力不变,依然为2N,方向向左;由坐标图可知,此时文具盒受到向右的推力为3N,故此时文具盒所受合力的大小为
3N-2N=1N
二、摩擦力大小的计算问题(共25题)
19. (2025四川自贡)如图,质量为0.5kg的物体静置于水平桌面上,用10N的水平拉力使物体沿水平方向做匀速直线运动,g取。下列说法正确的是( )
A. 物体对桌面的压力大于5N B. 物体受到的摩擦力是10N
C. 若为5N,物体仍做匀速直线运动 D. 若为15N,物体仍做匀速直线运动
【答案】B
【解析】A.物体对桌面的压力F压=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N
故A错误;
B.物体沿水平方向做匀速直线运动,拉力和摩擦力是平衡力,物体受到的摩擦力f=F=10N
故B正确;
C.若为5N,拉力小于滑动摩擦力,物体做减速直线运动,故C错误;
D.若为15N,拉力大于滑动摩擦力,物体做加速直线运动,故D错误。
故选B。
20.(2023八下·万山月考)小明沿水平方向推箱子前行,推力为 F,如图甲所示。推箱子过程中, 其 F-t 和 v-t 的图像分别如图乙、丙所示。则下列判断正确的是( )
A.0~3s,箱子受到摩擦力大小为 6N
B.t=5s 时,箱子受到摩擦力大小为 9N
C.3~9s 时,箱子受到的摩擦力先变大后变小
D.9~12s,箱子受到摩擦力大小为 6N
【答案】D
【解析】A.由丙图可知,前3s物体速度为零,仍处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和推力是一对平衡力;由乙图可知,物体所受推力为3N,则可知摩擦力也为3N,故A错误; BC、由图丙知9s~12s内,物体做匀速直线运动,速度为1m/s,所受推力和摩擦力一对平衡力,大小相等,由图乙知此时的推力F为6N,摩擦力也为6N,由图乙知3s~6s内,物体做加速运动,但由于压力和接触面的粗糙程度不变,摩擦力不变,仍为6N,故t=5s时,箱子受到地面的滑动摩擦力为6N,故B错误;
滑动摩擦力的大小与速度无关,所以3-9s,箱子受到摩擦力大小不变,故C错误;
D.由图丙知9s~12s内,物体做匀速直线运动,速度为1m/s,由图乙知此时的推力F为6N,故D选项正确。故选:D。
21. (2024黑龙江龙东)如图1所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平拉力F的作用,物体0~3s静止,3~6s速度由0变为1m/s,6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,拉力随时间变化关系如图2所示。下列选项正确的是( )
A. 0~3s受到的摩擦力大小为2N
B. 3~6s受到的摩擦力大小为6N
C. 6~9s受到的摩擦力大小为4N
D. 6~9s物体通过的路程1m
【答案】AC
【解析】A.物体0~3s静止,处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,由图可知,0~3s时,拉力大小为2N,所以摩擦力也为2N,故A正确;
BC.物体6~9s以1m/s的速度做匀速直线运动,处于平衡状态,它受到的拉力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以摩擦力为4N,3~6s时物体做加速运动,拉力大于摩擦力,物体对水平面的压力及接触面粗糙程度不变,则它受到的滑动摩擦力不变,所以,物体受到的摩擦力为4N,故B错误,C正确;
D.根据可知, 6~9s物体通过的路程为
故D错误。故选AC。
22. 水平桌面上有物体A、B。如图甲,A在的作用下向左做匀速直线运动:如图乙,A、B用轻绳水平连接,在F1和共同作用下一起向右做匀速直线运动,水平拉力、图乙中,下列说法正确的是( )
A. A与桌面的摩擦力方向向右
B. A与桌面摩擦力为14N
C. B与桌面的摩擦力为8N
D. 绳子的拉力为6N
【答案】C
【解析】AB.由甲图可知,A在的作用下向左做匀速直线运动,此时A受到的拉力和桌面对其的摩擦力为一对平衡力,大小相等,方向相反,即A受到的桌面对其的摩擦力方向为水平向右,且
f=F1=6N
故AB错误;
C.由甲乙可知,A、B在F1和共同作用下一起向右做匀速直线运动,此时与F1以及A和B两物体受到桌面对其的摩擦力为平衡力,即
解得,B受到桌面摩擦力为。
故C正确;
D.由图乙可知,因为A做匀速直线运动,所以其受到的绳子水平向右的拉力与水平向左的拉力和桌面对其的摩擦力为平衡力,即
故D错误。
23.如图甲所示,完全相同的A、B两物块叠放在水平桌面上,用F1=30N的水平力作用在B物块上,AB一起做匀速直线运动,此时B物块所受A的摩擦力为fB;若将F2=50N的水平力按如图乙所示,作用在A物块上,它们仍一起做直线运动,则A物块所受地面的摩擦力为fA,则下列正确的是( )
A.fB=30N fA=30N B.fB=30N fA=50N
C.fB=0N fA=30N D.fB=0N fA=50N
【答案】A
【解析】(1)甲图中推力作用在B上,以B为研究对象,因为B做匀速直线运动,所以B受到的推力F1与A对B的摩擦力平衡,则B物块所受的摩擦力fB=F1=30N;
以AB为研究对象,AB一起做匀速直线运动,所以整体受到的推力F1与地面对A的摩擦力平衡,则A所受的摩擦力f地=f1=30N;
(2)若将F2=50N的水平力按乙图作用在A上(注意此时整体不是做匀速运动),以AB为研究对象,此时接触面的粗糙程度不变,整体对地面的压力大小也不变,所以地面对A的摩擦力也不变,则fA=f地=30N,故A正确。故选:A。
24.如图所示,一足够长木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过轻质弹簧固定在竖直墙壁上,用F=10N的力水平向左拉B,使B以速度v向左匀速运动,稳定后A静止不动,这时弹簧的拉力F1=4N,则下面说法中正确的是( )
A.木板B受到A的滑动摩擦力的大小为6N
B.木板B对地面的滑动摩擦力的大小为4N
C.若用2F的力作用在木板B上,木块A受到的摩擦力大小仍为4N
D.若用外力拉着木板B向左加速运动,木板B受到地面的摩擦力大于6N
【答案】C
【解析】A.A处于静止状态,A受水平向右的拉力和水平向左的摩擦力,这两个力是一对平衡力,大小相等,弹簧的拉力F1=4N,故摩擦力为4N,又因为物体间力的作用是相互的,则物体B受到A对它水平向右的摩擦力的大小为4N,故A错误;
B.由于B做匀速直线运动,则B受到水平向左的拉力和水平向右的两个摩擦力平衡,A对B的摩擦力4N,则地面对B的摩擦力10N﹣4N=6N
故B错误;
C.若用2F的力拉木板B,B开始加速,但是A与B间压力不变,接触面的粗糙程度不变,故摩擦力大小不变,木块A受摩擦力大小仍为4N,故C正确;
D.滑动摩擦力大小与相对速度无关,故木板B向左加速运动时,木块受到的摩擦力不变,仍为6N,故D错误。
故选C。
25. 如图,同一长方体木块先后以相同的速度v,在同一水平面上被匀速直线拉动,甲图中平放,乙图中竖放,丙图中平放且在上面叠放一重物(重物与木块相对静止),木块所受的水平拉力分别为、和,则( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】甲、乙两图中,虽然木块的放置方式不同,但它对水平面的压力大小等于自身的重力,而重力不变,所以其对水平面的压力大小相同,且接触面的粗糙程度相同,所以这两种情况下摩擦力的大小相等;由于木块做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知
丙图中,在木块上加放一个重物后,木块对接触面的压力变大,接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力变大,即,木块仍然做匀速直线运动,拉力和摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可知,则
故选C。
26. 如图所示,物体A放在粗糙程度相同的水平桌面上,用平行于桌面的细线通过定滑轮与小桶B相连。逐渐向小桶B中加入细沙,当小桶和细沙的总质量为m时,物体A恰好沿水平桌面匀速向右运动(忽略绳重和滑轮摩擦)。下列判断正确的是( )
A. 物体A受到的重力与桌面对它的支持力是一对相互作用力
B. 小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力是一对平衡力
C. 物体A向右运动过程中,受到水平向左的滑动摩擦力,大小为mg
D. 向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,A所受摩擦力的大小不变
【答案】C
【解析】A.物体A受到的重力与桌面对它的支持力作用在同一物体上,不是一对相互作用力,是一对平衡力,故A错误;
B.小桶对细线的拉力与细线对小桶的拉力作用在不同物体上,是一对相互作用力,故B错误;
C.物体A向右匀速运动,处于平衡状态,受到向右的拉力与向左的滑动摩擦力是一对平衡力,大小相等,向右的拉力等于小桶和细沙的重力,即mg,故C正确;
D.向小桶中加入细沙,物体A没有被拉动的过程中,处于平衡状态,受到的摩擦力与拉力始终相等,而向右的拉力等于小桶和细沙的重力,小桶和细沙的重力不断变大,因此A受到的摩擦力也逐渐变大,故D错误。故选C。
27.水平地面上的一物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体的速度v与时间t的关系如图所示,以下说法正确的是( )
A.0~2s,物体没有推动,是因为推力小于摩擦力
B.2~4s,物体做匀速直线运动
C.2~4s,物体受到的摩擦力是3N
D.4~6s,物体受到的摩擦力是2N
【答案】D
【解析】A.由图像可知,0~2s内物体的速度为0,即静止,处于平衡状态,受到的摩擦力和推力是一对平衡力,二力大小相等,故A错误;
B.由图像可知,2~4s内物体运动的速度均匀增大,做的是变速直线运动,不是匀速直线运动,故B错误;
CD.由图像可知,4~6s内物体运动的速度4m/s不变,即做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的滑动摩擦力和推力是一对平衡力,由图像可知,4~6s内推力的大小为2N,则物体受到的滑动摩擦力为2N;因滑动摩擦力只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关,所以,2~4s物体受到的摩擦力是2N,故C错误,D正确。故选D。
28.如图所示,物体A和B叠放在一起放在水平地面上,在大小为F的恒力作用下,沿水平面做匀速直线运动,则下列结论错误的是( )
A.甲乙两图中A物体所受摩擦力大小均为F
B.甲乙两图中B物体受到地面对它的摩擦力均为F
C.甲图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
D.乙图中物体A受到的摩擦力为F,物体B受到地面对它摩擦力为F
【答案】AD
【解析】A.甲图中,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,根据二力平衡条件可知f=F,即A物体所受的摩擦力大小为F;乙图中A物体与B相对静止,A物体在水平方向没有力的作用,A物体所受的摩擦力为0;故A错误;
B.以AB整体为研究对象,在水平方向受地面的摩擦力和拉力F,这两个力相互平衡,则f=F,所以两种情况下B物体受到地面对它的摩擦力均为F,故B正确;
C.甲图中以A为研究对象,A做匀速直线运动,在水平方向受拉力F和B对它的摩擦力作用,且f=F,故C正确;
D.乙图,AB同时向前做匀速直线运动,所以AB之间没有相对运动的趋势,A不受摩擦力的作用,故D错误。
29. 在研究摩擦力时,小刚同学用一块各侧面光滑程度完全相同的木块,在同一水平桌面上进行甲、乙、丙三次实验。如图所示,当用弹簧测力计水平拉木块做匀速直线运动时,弹簧测力计三次示数F1、F2、F3的大小关系为( )
A.F1=F2>F3 B.F1>F2>F3 C.F1=F2<F3 D.F1<F2=F3
【答案】A
【解析】滑动摩擦力的大小跟压力大小和接触面的粗糙程度有关,而前两次实验中,压力大小和接触面的粗糙程度都相同,则木块受到的摩擦力相同,且由于木块做匀速直线运动,所以由二力平衡条件可知拉力等于摩擦力,故前两次实验中,弹簧测力计的示数相等,即F1=F2;
第三次实验,在压力大小和接触面粗糙程度一定时,用滚动代替滑动,减小了摩擦力的大小,
此时木块仍做匀速运动,故所受的摩擦力和测力计的拉力仍相等,但由于此时摩擦力变小,所以测力计的示数F3小于F1和F2;
综合上面两种情况可得:F1=F2>F3。故选:A。
30.小明在操场进行爬杆锻炼,在竖直杆上攀爬,匀速向上运动时受到的摩擦力大小为,匀速向下运动时受到的摩擦力大小为。若小明所受重力为G,则( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】小明在竖直杆上攀爬,匀速向上运动或匀速向下运动时,处于平衡状态,在竖直方向上受到竖直向下的重力、竖直向上的摩擦力的作用,重力和摩擦力是一对平衡力,大小相等,所以f1=f2=G
故C符合题意,ABD不符合题意。故选C。
31. (2025四川凉山)如图所示,保持物块A与B位置不动,缓慢向两侧移动铁架台,整个装置静止后,弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则A所受摩擦力的方向水平向______(选填“左”或“右”);地面对B的摩擦力大小为______N,方向水平向______(选填“左”或“右”)。
【答案】 左 1.5 左
【解析】[1]弹簧测力计甲、乙的示数分别为5N和3.5N,则弹簧测力计对A的拉力为5N,方向向右;A水平方向上受拉力和摩擦力,由二力平衡可得,摩擦力与拉力应大小相等,方向相反,故摩擦力大小为5N,摩擦力水平向左。
[2][3]以B为研究对象,它受到向左的拉力为3.5N,同时受到地面对它的摩擦力和物体A对它的摩擦力,二者之和为5N,所以地面对物体B的摩擦力为5N-3.5N=1.5N
方向水平向左。
32. 将物体A、B叠放在水平面C上,然后两物体在如图所示外力的作用下,一起以相同速度做匀速直线运动,则B、C间摩擦力为 N,A、B间 (选填“有”或“没有”)摩擦力。
【答案】5 没有
【解析】物体A、B一起做匀速直线运动时,B受到的拉力和水平面对B的摩擦力是一对平衡力,大小相等,则水平面对B的摩擦力为5N,即B、C间摩擦力为5N。
A相对于B没有相对滑动也没有相对滑动的趋势,所以,A、B间没有摩擦力。
33.如图所示,物体A重5N,放在水平桌面上,通过绳子和滑轮连接重为4N的物体B,此时物体A恰能向右匀速直线运动。则A受到的摩擦力是 N,若在物体A上加一个水平向左的拉力F,使物体A沿桌面水平向左匀速直线运动,则所加拉力的大小为 N(不计绳子、滑轮的质量以及绳子与滑轮间的摩擦)
【答案】2;4。
【解析】(1)由题知,不计绳子和滑轮质量以及绳子与滑轮间的摩擦,
物体A水平向右运动时,物体A在水平方向上受到绳子向右的拉力为F=GB=×4N=2N、水平向左的摩擦力作用f,
物体A做匀速直线运动,处于平衡状态,由二力平衡条件得:f=F=2N;
(2)物体A水平向左运动和水平向右运动时,由于压力不变、接触面粗糙程度不变,则物体A受到的摩擦力不变,所以物体A水平向左运动时,受到水平向右的摩擦力f=2N;
物体A水平向左做匀速直线运动时,水平方向上受到水平向左的拉力F′、水平向右的拉力F=GB=×4N=2N、水平向右的摩擦力f=2N,物体A处于平衡状态,由力的平衡条件得拉力:F′=F+f=2N+2N=4N。
34. 如图甲所示,完全相同的木块A和B紧靠在一起平放在粗糙程度相同的水平桌面上,在10N的水平推力F1作用下一起向右做匀速直线运动。若将A、B叠放到该桌面上,用水平力F2拉着B使它们一起向右做匀速直线运动(如图乙所示),则拉力F2=____N,此时木块A所受的摩擦力为 _______N。
【答案】 10 0
【解析】图甲中,在10N的水平推力F1作用下,A、B一起做匀速直线运动,把AB看成一个整体,AB在水平方向上受到的推力和滑动摩擦力为一对平衡力,因此摩擦力等于推力等于10N;图乙中,压力大小和接触面的粗糙程度都没变,把AB看成一个整体,物体AB受到的摩擦力不变,等于10N,由于物体AB做匀速直线运动,故物体AB在水平方向上受平衡力作用,拉力F2和物体受到的滑动摩擦力是二力平衡,故F2=10N。
A和B一起匀速运动,A和B没有相对运动趋势,不存在摩擦力的作用,故此时木块A所受的摩擦力为0。
35. 如图所示,在“研究影响滑动摩擦力大小因素”实验中,在木块上放一个砝码,用弹簧测力计拉动木块和砝码一起在长木板上滑动。当木块和砝码一起匀速滑动时,弹簧测力计的读数是3N,此时木块受到长木板的滑动摩擦力大小是_________N,砝码_________(选填“受”或“不受”)木块的静摩擦力作用。
【答案】 3 不受
【解析】木块在水平方向上受到弹簧测力计拉力和长木板对它的滑动摩擦力,木块做匀速直线运动,所以这两个力是一对平衡力,大小相等,因此,此时木块受到长木板的滑动摩擦力大小是3N。
砝码随木块一起做匀速直线运动时,砝码相对于木块没有相对滑动的趋势,所以砝码不受木块的静摩擦力作用。
36. 如图甲所示,各个面粗糙程度相同的a、b两个铁块叠放在水平桌面上,在水平拉力F1=10N的作用下,一起向右做匀速直线运动,则a受到的摩擦力为________N;如图乙所示,将a、b并排放于同一桌面上,在水平推力F2的作用下,一起向右做匀速直线运动,则F2=________N。
【答案】 0 10
【解析】a、b一起向右做匀速直线运动,所以a、b没有相对运动的趋势,a、b间没有摩擦力,则木块a受到的摩擦力大小为0N。
甲图,a和b整体在水平方向上受到水平向右的推力F1和水平向左的滑动摩擦力,整体做匀速直线运动,这两个力是平衡力,大小相等,F1是10N,所以整体受到地面的滑动摩擦力是10N;从甲图到乙图,改变a和b的放置情况,压力大小不变,接触面粗糙程度不变,a和b整体受到的滑动摩擦力不变,所以乙图的滑动摩擦力大小还是10N;整体仍然做匀速直线运动,故乙图中推力F2大小是10N。
37.(2024·安徽)如图所示,一根有一定质量的木杆竖直悬挂在细绳下端,一只质量为10kg的猴子抱住木杆处于静止状态。某一间细绳突然断了,猴子本能地立即沿木杆使劲往上爬,在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,g取10N/kg,则该过程中猴子所受摩擦力的大小为 N。
【答案】100
【解析】在爬的过程中,若木杆始终竖直,猴子与地面的高度一直保持不变,所以猴子相当于地面始终处于静止状态,受到的摩擦力等于自身重力,猴子所受摩擦力的大小为
f=G=mg=10kg×10N/kg=100N
38. 如图所示,三个相同的物体A、B、C叠放在一起,当B受到3N的水平拉力时,三个物体一起向右匀速运动,则A与B之间、B与C之间的摩擦力分别为______N和______N。
【答案】 0 3
【解析】对A受力分析,A受竖直方向的重力和B对A的支持力,三个物体一起向右匀速运动,A与B相对静止,故AB之间不受摩擦力,摩擦力为0N。
同理对AB整体进行受力分析,受重力、C对BA的支持力,水平的拉力,以及C对B的摩擦力,由于三个物体一起向右匀速运动,处于平衡状态,BC之间的摩擦力等于拉力
fBC=F=5N
39. 如图所示,物块A重15N、B重5N,B放在A上。用100N的水平推力F将A压在竖直墙上,恰能让A和B一起匀速下滑,A所受到的摩擦力是_____N。推力F保持不变,将B拿走,在A的下方施加一个竖直向上的力,使物体A恰好向上做匀速直线运动,则的大小为_____N。
【答案】 20 35
【解析】当A和B匀速下滑时,为平衡状态,受力平衡,A所受到的摩擦力等于A与B的重,所以摩擦力为
根据影响摩擦力的因素知,当推力F保持不变时,A与墙面的摩擦力不变,仍为20N,在A的下方施加一个力F1,使物体A恰好向上做匀速直线运动,仍然为平衡状态,即F1与A的重和摩擦力平衡,故
40. 芳芳用如图所示的装置进行实验探究(不计弹簧测力计的重力):当水平向左的拉力时,物体B水平向左匀速运动(B足够长),弹簧测力计示数为4N且保持不变,此时物体A受到的摩擦力大小为______N,物体B对地面的摩擦力大小为______N。
【答案】 4 6
【解析】对物体A受力分析可知,水平方向上受到向左的摩擦力和向右的弹簧的拉力,又物体A保持静止,则物体A受力平衡,即摩擦力的大小和弹簧的拉力大小相等,则物体A受到的摩擦力为4N。
力的作用是相互的,B对A的摩擦力水平向左,大小为4N,则物体A对物体B的摩擦力大小为4N,方向水平向右,此时物体B水平向左匀速运动,水平方向上受到A对其向右的摩擦力、地面对其向右的摩擦力和向左的拉力,根据力的平衡条件,地面对B的摩擦力为
力的作用是相互的,所以物体B对地面的摩擦力大小为6N。
41.(2023八上·渝北期末)某酒店为了提升客人的住宿体验,为客人提供更好更舒适的服务,使用智能送餐机器人实现了无接触主动配送。如图所示,是该酒店智能送餐机器人,空载时质量为,一次最多可以配送的物品(即满载时总质量为),求:
(1)空载时,机器人受到的重力是多少?(取)
(2)满载行驶时,机器人受到的摩擦力是总重力的0.1倍,则受到的摩擦力是多少?
【答案】(1)空载时,机器人受到的重力是500N;
(2)满载行驶时,机器人受到的摩擦力是总重力的0.1倍,则受到的摩擦力是80N。
【答案】(1)空载时机器人受到的重力
G=mg=50kg×10N/kg=500N
(2)机器人满载时受到的重力
G总=m总g=(50kg+30kg)×10N/kg=800N
机器人受到的摩擦力
f=0.1G总=0.1×800N=80N
答:(1)空载时,机器人受到的重力是500N;
(2)满载行驶时,机器人受到的摩擦力是总重力的0.1倍,则受到的摩擦力是80N。
42.(2024·江苏苏州·二模)已知物体间滑动摩擦力的大小跟它们之间的压力成正比。a、b、c三个物体接触面和地面的粗糙程度相同。
(1)如图所示,三个相同木块叠在一起,用手给b一个水平向右的力F1=3N,此时a、b、c能一起向右做匀速直线运动,此时木块c受到地面施加的水平向左 N的摩擦力。
(2)若现在左手固定c不动,右手给b的水平力为F2,使物体a、b能一起刚好向右做匀速运动,则F2的大小为 N。
(3)若现在右手固定a、b不动,左手给c的水平力为F3,使物体c能刚好向左被匀速拉出,则F3的大小为 N。
【答案】(1)3 (2)2 (3)5
【解析】(1)如图所示,三个相同木块叠在一起,a、b、c能一起向右做匀速直线运动,a、b、c视为一个整体(此时不考虑内部的摩擦力),在水平方向上受到向右的拉力F1,必然还受到地面向左的滑动摩擦力,这个滑动摩擦力和F1是一对平衡力,所以整体(实际上是c)和地面之间的摩擦力大小等于3N。
(2)若现在左手固定c不动,右手给b的水平力为F2,使物体a、b能一起刚好向右做匀速运动,将a、b视为一个整体,在水平方向上受到向右的拉力F2,必然还受到c对它向左的滑动摩擦力,这个摩擦力和F2是一对平衡力;由于三者完全相同,a、b、c三个物体接触面和地面的粗糙程度相同,当ab的整体对c的压力变为原来abc对地面压力的2/3,所以滑动摩擦力变为原来的
因b和c之间的摩擦力和F2是一对平衡力,由二力平衡条件可知
(3)若现在右手固定a、b不动, 左手给c的水平力为F3,使物体c能刚好向左被匀速拉出,此时c和b之间,都存在摩擦力,方向也是水平向右,水平方向上c受到水平向左的拉力F3,b给c水平向右的摩擦力,地面给c水平向右的摩擦力,所以
43.人工智能逐渐融入我们的生活,一些餐厅、饭店等餐饮场所使用送餐机器人送餐。如图所示是某餐厅的送餐机器人,其自身质量约为35kg,当该机器人托着质量为5kg的物体送餐做匀速直线运动时,机器人受到的摩擦力约为其总重力的0.08倍。(g=10N/kg)
(1)求该送餐机器人自身的重力;
(2)匀速直线运动时,送餐机器人所受摩擦力的大小。
【答案】(1)350N;(2)32N
【解析】(1)送餐机器人的重力
(2)若送餐机器人托着5kg的物体,此时机器人总质量为
机器人总重力为
机器人匀速前进送餐时受到的摩擦力为
答:(1)送餐机器人的重力为350N;
(2)机器人匀速前进送餐时受到的摩擦力为32N。
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