内容正文:
课时分层作业(九) 摩擦力
题组一 滑动摩擦力
1.下列关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.相对运动的两物体间一定存在摩擦力
B.摩擦力总是阻碍物体的运动
C.运动物体受到的摩擦力的方向总是与运动方向相反
D.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力
2.早期有两款自行车,一款是将脚踏直接安在前轮上骑行,如图甲所示;另一款是无脚踏、链条,靠骑车者两脚在地上划着走,如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A.甲前轮所受摩擦力向前,后轮所受摩擦力向后
B.甲前轮所受摩擦力向后,后轮所受摩擦力向前
C.乙前轮所受摩擦力向前,后轮所受摩擦力向后
D.乙前轮所受摩擦力向后,后轮所受摩擦力向前
3.一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相等,则木块受到的摩擦力的大小关系是( )
A.Ff甲>Ff乙>Ff丙 B.Ff乙>Ff甲>Ff丙
C.Ff丙>Ff乙>Ff甲 D.Ff甲=Ff乙=Ff丙
4.质量为3m的长木板A放置在水平地面上,与水平地面的动摩擦因数是μ1,质量为m的木块B放在长木板A上,与长木板之间的动摩擦因数为μ2,现用水平拉力F拉木块B使其相对于A向右运动,长木板也同时随之向右运动,那么长木板A受到地面的摩擦力大小及方向为( )
A.μ2mg,水平向左 B.4μ1mg,水平向左
C.μ2mg,水平向右 D.4μ1mg,水平向右
5.(6分)某同学用如图所示装置测量放在水平光滑桌面上的金属板B与铁块A之间的动摩擦因数。已知铁块A的质量mA=0.5 kg。用水平力F向左拉金属板B,使其一直向左运动,稳定后弹簧测力计示数的放大情况如图所示。
(1)A、B间的摩擦力f =________N。
(2)若g取9.8 m/s2,则A、B间的动摩擦因数μ=________(保留两位有效数字)。
(3)实验时,________(选填“需要”或“不需要”)金属板B做匀速直线运动。
题组二 静摩擦力
6.夏季的下午,在湖上可以经常见到红嘴蓝鹊家族站在斜水管上排队洗澡的生动画面。如图所示,一只红嘴蓝鹊站在斜水管上保持不动时,以下说法正确的是( )
A.它对水管的作用力和水管对它的作用力是一对平衡力
B.水管对它的作用力垂直于水管向上
C.当它把水管抓得更紧时,水管对它的摩擦力将增大
D.它受到弹力是因为它使水管产生弹性形变
7.用如图所示的装置研究静摩擦力,逐渐增大水平拉力,当弹簧测力计的示数小于10 N时,物体保持静止;当弹簧测力计的示数等于10 N时,物体恰好开始运动。下列说法正确的是( )
A.物体与桌面间的最大静摩擦力大小为10 N
B.物体与桌面间的静摩擦力大小和水平拉力大小无关
C.当弹簧测力计的示数为15 N时,物体仍受到静摩擦力作用
D.当弹簧测力计的示数为5 N时,物体受到的静摩擦力大小为10 N
8.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( )
A.容器受到的静摩擦力不变
B.容器受到的静摩擦力逐渐增大
C.水平力F一定不变
D.水平力F必须逐渐增大
9.把一个重力为G的物体,用一个水平力F=kt(k为恒量,t为时间)压在竖直且足够高的粗糙平面墙体上,如图所示,下列表示从t=0时刻开始物体所受的摩擦力Ff随时间t的变化关系的图像正确的是( )
A B C D
10.如图所示,在水平桌面上放置一斜面体P,两长方体物块a和b叠放在P的斜面上,整个系统处于静止状态。若将a和b、b和P、P和桌面之间摩擦力的大小分别用Ff1、Ff2和Ff3表示,则( )
A.Ff1=0、Ff2≠0、Ff3≠0
B.Ff1≠0、Ff2=0、Ff3=0
C.Ff1≠0、Ff2≠0、Ff3=0
D.Ff1≠0、Ff2≠0、Ff3≠0
11.如图所示,搬运工人用砖卡搬砖时,砖卡对砖的水平作用力为F,每块砖的质量为m,设所有接触面间的动摩擦因数均为μ,则第一块砖对第二块砖的摩擦力大小为( )
A.μF B.mg
C.μF D.mg
12.如图甲是某实验小组使用力的传感器代替弹簧测力计硏究摩擦力,在计算机屏幕上直接得到物块受到摩擦力随时间变化的关系如图乙。则有( )
甲
乙
A.要得到图乙中的图像必须匀速拉动木板
B.从t=0时刻开始物块与木板间就发生了相对滑动
C.向左拉动木板时,木板上下两面受到的摩擦力方向相反
D.向左拉动木板时,木板上下两面受到的摩擦力大小可能相等
13.(源自鲁科版教材)质量为2 kg的木箱静止在水平地面上。木箱与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等,取重力加速度g=10 N/kg。现给木箱一水平拉力,
(1)当拉力大小为5 N时,地面对木箱的摩擦力是多大?
(2)当拉力大小变为12 N时,地面对木箱的摩擦力是多大?
(3)此后若将拉力减小为5 N(木箱仍在滑动),地面对木箱的摩擦力是多大?
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课时分层作业(九)
1.D [由定义可知,要有摩擦力产生,必须两个物体接触且有弹力的相互作用,接触面粗糙,有相对运动(或相对运动趋势),故选项A错误;相对静止的两个物体间,可能有静摩擦力的相互作用,故选项D正确;摩擦力的方向总是与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,所以,摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反,也不一定总是阻力,故选项B、C错误。]
2.A [题图甲中自行车前轮运动时有相对地面向后运动的趋势,则所受摩擦力向前,后轮有相对地面向前运动的趋势,则后轮所受摩擦力向后,选项A正确,B错误;题图乙中自行车前轮和后轮都有相对地面向前运动的趋势,所受摩擦力都是向后的,选项C、D错误。]
3.D [物体在三种情况下所受摩擦力均为滑动摩擦力,由Ff=μFN=μmg知,物体在三种情况下所受摩擦力大小相等,选项D正确。]
4.B [长木板向右运动,受到地面的摩擦力水平向左,大小为f =μ1(m+3m)g=4μ1mg,故选B。]
5.解析:(1)由图示弹簧测力计可知,其分度值为0.1 N,示数为F1=2.50 N,稳定后A处于平衡状态,由二力平衡条件得f =F1=2.50 N。
(2)滑动摩擦力f =μmAg,代入数据解得μ≈0.51。
(3)实验时,无论B是否做匀速直线运动,稳定后弹簧测力计的示数都等于滑动摩擦力的大小。
答案:(1)2.50 (2)0.51 (3)不需要
6.D [一对平衡力是作用在同一物体上的,它们大小相等、方向相反,作用在同一条直线上,故A错误;对红嘴蓝鹊受力分析,它受到竖直向下的重力以及水管对它的作用力,两个力大小相等、方向相反,故水管对它的作用力应竖直向上,故B错误;红嘴蓝鹊没有与水管发生相对运动,摩擦力为静摩擦力,抓的更紧不会使它受到的摩擦力发生改变,故C错误;它受到的弹力是因为它使水管发生弹性形变,故D正确。故选D。]
7.A [物体在水平方向上受拉力和摩擦力,二力平衡,当拉力等于10 N时,物体恰好开始运动,说明最大静摩擦力为10 N,A正确;当物体没被拉动时,根据平衡条件可知,静摩擦力大小等于水平拉力大小,B错误;当弹簧测力计的示数为15 N时,物体向右运动,受到滑动摩擦力作用,C错误;当弹簧测力计的示数为5 N时,物体没被拉动,保持静止,受静摩擦力作用,大小为5 N,D错误。]
8.B [物体受到如图所示的四个力,现缓慢地向容器内注水,则m增大,而此过程中容器始终保持静止,由平衡方程Ff=mg知,物体受到的静摩擦力在逐渐增大,A错误,B正确;水平方向有F=FN,只要物体所受到的重力小于等于最大静摩擦力,容器就可以处在静止状态,F可以不变,C、D错误。]
9.B [t=0时由于压力F为零,物体和墙面间没有挤压,则摩擦力为零。物体在重力作用下开始沿竖直墙面下滑,所以开始时为滑动摩擦力。由Ff=μFN=μkt知Ff与时间成正比,当Ff增大到G时,物体具有一定的速度,仍然滑行。随着滑行的继续,Ff大于物体重力G,物体减速,最后物体静止在墙上,摩擦力变为静摩擦力。竖直方向上由二力平衡有Ff=G。静摩擦力与压力无关,物体停下后Ff恒定,故B正确。]
10.C [对物块a分析可知,物块a受到重力、支持力的作用,有沿斜面向下滑动的趋势,因此a受到b对它沿接触面向上的摩擦力作用,Ff1≠0;再对a、b构成的整体分析可知,a、b系统整体受到重力、支持力的作用,有沿斜面向下滑动的趋势,因此b受到P对它沿接触面向上的摩擦力作用,Ff2≠0;对a、b及P组成的整体分析,由于整体在水平方向上不受外力,因此P不受地面的摩擦力,Ff3=0,故C正确。]
11.D [先把5块砖看作一个整体:5块砖的总重力是5mg,两边的压力F相同,两边受到的摩擦力也相同,根据平衡力知识,向下的重力5mg与两边的摩擦力之和相等,故两边的砖块1和5各受到2.5mg的摩擦力作用,且方向竖直向上;对于第一块砖(砖块1):受到砖卡向上的摩擦力作用,大小为2.5mg,自身向下的重力作用,大小为mg,根据平衡力知识,砖块1还受到砖块2对它向下的摩擦力作用,大小为1.5mg;根据力的作用是相互的砖块1对砖块2的摩擦力大小为1.5mg,方向竖直向上,D正确。]
12.D [物块处于静止状态,传感器的读数等于物块受到的摩擦力,滑动摩擦力与两物体之间的相对速度无关,则要得到图乙中的图像不一定必须匀速拉动木板,选项A错误;由图像可知,大致从1.6 s时刻开始物块与木板间发生相对滑动,选项B错误;向左拉动木板时,木板上面和下面受到的摩擦力方向均向右,则上下两面受到的摩擦力方向相同,选项C错误;由于木板上下接触面的材料不一定相同,则向左拉动木板时,木板上下两面受到的摩擦力大小可能相等,选项D正确。]
13.解析:由题意可知,m=2 kg,μ=0.5。
木箱与地面间的最大静摩擦力为f max,则
f max=μN=μmg=0.5×2 kg×10 N/kg=10 N。
(1)当拉力F=5 N时,F<f max,木箱没有滑动,地面对木箱的摩擦力为静摩擦力。
f 静=F=5 N。
(2)当拉力F=12 N时,F>f max,木箱滑动起来,地面对木箱的摩擦力为滑动摩擦力。
f 滑=μN=μmg=0.5×2 kg×10 N/kg=10 N。
(3)当拉力减小为5 N时,木箱仍在地面上滑动,所以木箱受到地面的摩擦力仍是滑动摩擦力,大小为10 N。
答案:(1)5 N (2)10 N (3)10 N
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