内容正文:
[基础训练]
1.(多选)下列关于静摩擦力的说法中,错误的是( )
A.两个相对静止的物体间一定有静摩擦力
B.受静摩擦力作用的物体不一定是静止的
C.静摩擦力对物体的运动总是起阻碍作用
D.静摩擦力一定比滑动摩擦力大
解析 两个相对静止的物体间要满足静摩擦力产生的全部条件才有静摩擦力,A选项错误。受静摩擦力作用的物体是相对静止,不一定是静止的,B选项正确。无论静摩擦力还是滑动摩擦力,都可以与运动的方向相同,C选项错误。静摩擦力的大小在零和最大静摩擦力之间,最大静摩擦力比滑动摩擦力大,而静摩擦力不一定比滑动摩擦力大,D选项错误。
答案 ACD
2.冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒。如图所示,比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,受到的滑动摩擦力为Ff,则冰道被擦刷后( )
A.μ和Ff都增大 B.μ和Ff都减小
C.μ增大,Ff减小 D.μ减小,Ff增大
解析 用冰刷快速擦刷冰面,能降低冰面的粗糙程度,即减小动摩擦因数μ;滑动摩擦力为Ff=μFN,FN=mg不变,即Ff减小。
答案 B
3.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.正压力越大,滑动摩擦力越大
B.正压力不变,动摩擦因数不变,接触面积越大,滑动摩擦力越大
C.正压力不变,动摩擦因数不变,速度越大,滑动摩擦力越大
D.动摩擦因数不变,正压力越大,滑动摩擦力越大
解析 由滑动摩擦力计算式F=μFN知,两物体间滑动摩擦力的大小只与动摩擦因数μ及正压力FN有关,与接触面积及两物体间的相对运动速度无关。
答案 D
4.如图所示,用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向悬空静止。关于瓶子所受的摩擦力,下列说法正确的是( )
A.握力越大,摩擦力越大
B.只要瓶子不动,摩擦力的大小就与握力的大小无关
C.如果握力加倍,则摩擦力的方向由向下变成向上
D.手越干越粗糙,摩擦力越大
解析 只要瓶子静止,根据二力平衡的知识,瓶子在竖直方向上受到的静摩擦力与重力总是等大反向,与握力大小无关。B项正确。
答案 B
5.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
解析 若v1<v2,A相对于B向右滑动,A受到B施加的向左的滑动摩擦力,B受到A施加的向右的滑动摩擦力,A错误,B正确;若v1>v2,A相对于B向左滑动,A受到的滑动摩擦力向右,B受到A施加的摩擦力向左,C、D错误。
答案 B
6.杂技演员用双手握住竖直的竹竿匀速攀上和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是Ff1和Ff2,那么( )
A.Ff1向下,Ff2向上,且Ff1=Ff2
B.Ff1向下,Ff2向上,且Ff1>Ff2
C.Ff1向上,Ff2向上,且Ff1=Ff2
D.Ff1向上,Ff2向下,且Ff1=Ff2
解析 运动员向上、向下都是匀速运动,且竖直方向只受重力和摩擦力的作用,由二力平衡知,运动员所受的摩擦力总是向上,大小等于其重力,选项C正确。
答案 C
7.一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.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
解析 滑动摩擦力F=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。
答案 D
[能力提升]
8.(多选)如图所示,物体在水平向左拉力F1和水平向右拉力F2作用下,静止于水平地面上,则物体所受摩擦力Ff的大小和方向为( )
A.F1>F2时,Ff=F1-F2,方向水平向右
B.F1<F2时,Ff=F2-F1,方向水平向右
C.F2=F1时,Ff=0
D.根据摩擦力计算公式可知,Ff为定值μmg
解析 当F1>F2时,物体有向左的运动趋势,故Ff方向为水平向右,根据平衡条件可知Ff=F1-F2,选项A正确;当F1<F2时,物体有向右的运动趋势,故Ff方向为水平向左,同理可得Ff=F2-F1,选项B错误;当F1=F2时,物体受力平衡,无相对运动趋势,故Ff=0,选项C正确;题中已知物体处于静止状态,不会有滑动摩擦力产生,计算公式不成立,选项D错误。
答案 AC
9.如图所示,在水平桌面上放一木块,给木块一水平向右的拉力,从零开始逐渐增大水平拉力F,木块先静止后沿桌面运动,则木块所受的摩擦力Ff随拉力F变化的图像正确的是( )
解析 当木块不受拉力时(F=0),桌面对木块没有摩擦力(Ff=0)。当木块受到的水平拉力F较小时,木块仍保持静止,但出现向右运动的趋势,桌面对木块产生静摩擦力,其大小与F相等,方向相反。随着水平拉力F不断增大,木块向右运动的趋势增强,桌面对木块的静摩擦力也相应增大,直到水平拉力F足够大时,木块开始滑动,桌面对木块的静摩擦力达到最大值Ffmax,在这个过程中,由木块水平方向二力平衡条件知,桌面对木块的静摩擦力Ff始终与拉力F等大反向,即随着F的增大而增大。木块滑动后,桌面对它的阻碍作用是滑动摩擦力,它略小于最大静摩擦力,并且在木块继续滑动的过程中保持不变。综上可知,选项D正确。
答案 D
10.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1时间木块静止;木块运动后改变拉力大小,使木块在t2时刻后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示的拉力随时间变化的图线。则:当用F=5.3 N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为__________N;当用F=5.8 N的水平拉力拉木块时,木块所受摩擦力大小为__________N。
解析 由题图乙可知,最大静摩擦力大小为Ffmax=5.5 N,滑动摩擦力大小为5.1 N。当用F=5.3 N的水平拉力拉静止的木块时,F<Ffmax,木块处于静止状态,所受静摩擦力大小等于拉力大小,即为5.3 N;当用F=5.8 N的水平拉力拉木块时,F>Ffmax,木块处于运动状态,所受滑动摩擦力大小为5.1 N。
答案 5.3 5.1
11.如图所示,轻质弹簧的劲度系数k=20 N/cm,用其拉着一个重为200 N的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4 cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)当弹簧的伸长量为6 cm时,物体受到的水平拉力为多大?这时物体受到的摩擦力为多大?
(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力为多大?
解析 (1)由F1=kx=μFN=μG知
μ===0.4。
(2)由F=kx′得,F=20×102×6×10-2 N=120 N,此时物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,
所以F1′=μG=0.4×200 N=80 N。
(3)由于物体仍能滑行,故物体所受的滑动摩擦力大小和方向不变,大小仍为80 N。
答案 (1)0.4 (2)120 N 80 N (3)80 N
12.如图所示,A物体重力为20 N,B物体重力为10 N,力F竖直向下,A与水平面的动摩擦因数μ=0.4,其余摩擦不计,求(1)(2)两种情况下物体A受什么摩擦力?大小如何?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)F=0时由静止释放B物体;
(2)F=10 N时由静止释放B物体;
(3)若要使A匀速运动,所加力F的大小是多少?
解析 (1)F=0时,A所受最大静摩擦力为F静max=μmAg=8 N,此时mBg>F静max,故A将运动,A所受摩擦力为滑动摩擦力,大小为F滑=μmAg=8 N;
(2)当F=10 N时,A所受最大静摩擦力为F静max′=μ(F+mAg)=12 N,此时mBg<F静max′,故A静止,A所受摩擦力为静摩擦力,大小为F静=mBg=10 N。
(3)若A匀速运动,此时滑动摩擦力大小等于B的重力大小,故此时有:μ(mAg+F)=mBg,代入数据得:F=5 N。故所加力F的大小是5 N。
答案 (1)滑动摩擦力 8 N (2)静摩擦力 10 N (3)5 N
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