3.3 摩擦力 同步作业 -2025-2026学年高一上学期物理教科版必修第一册

第3节 摩擦力 作业 一、选择题 1．一物体置于粗糙水平地面上，按图中所示不同的放法，在水平力F的作用下运动，设地面与物体各接触面的动摩擦因数相等，则物体受到的摩擦力的大小关系是(　　) 甲　乙　　丙 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 2．如图所示，水平地面上堆放着原木．关于原木P在支撑点M、N处受力的方向，下列说法正确的是 (　　) A．M处受到的支持力竖直向上 B．N处受到的支持力竖直向上 C．M处受到的静摩擦力沿MN方向 D．N处受到的静摩擦力沿水平方向 3．把重量为G的物体，用一个水平推力F＝kt(k为常数，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如图所示．从t＝0开始，物体所受的摩擦力f随时间的变化关系是如图中的 (　　) 4．如图所示，两块相同的竖直木板A、B间有质量均为m的4块相同的砖块，两侧用大小均为F的力水平压木板使砖块静止不动，则第2、3块砖间的摩擦力的大小为(　　) A．0　　 B.mg C．mg D．2mg 5.水平桌面上一重200 N的物体,与桌面间的滑动摩擦因数为0.2,当依次用15 N,30 N,80 N的水平拉力拉此物体时,物体受到的摩擦力依次为(最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (　　) A.15 N,30 N,40 N B.0 N,15 N,15 N C.0 N,20 N,40 N D.15 N,40 N,40 N 6.如图所示,质量为1 kg的物体在方向向左的恒定外力F=5 N作用下运动,其初速度为v0=22 m/s,方向向右,该物体与水平面间的动摩擦因数为0.6,则下列关于该物体所受摩擦力随时间变化的图像正确的是(取初速度方向为正方向,g= 10 m/s2) (　　 7.乐轩同学利用如图所示的实验装置来测定物体与滑板间的滑动摩擦力。下列关于用这种装置做实验的说法中,正确的是 (　　) A.必须调节托盘中重物的重量,确保滑板做匀速运动 B.不一定要使滑板做匀速运动,但必须要用恒力拉滑板 C.托盘中放的重物越重,滑板运动得越快,弹簧测力计读数越大 D.只要滑板与物体有相对运动,无论滑板做什么运动,弹簧测力计的读数都相同 8. 如图,在研究摩擦力的实验中,通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F,小桶的质量忽略不计,则小物块A所受的摩擦力Ff随拉力F的变化关系是 (　　) 9.(多选)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物体受到的摩擦力不为零,方向向右 B.三个物体只有A物体受到的摩擦力为零 C.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相同 D.B、C受到的摩擦力大小相等,方向相反 2、 实验题： 10．某同学利用弹簧测力计测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ，具体操作如下： (1)如图甲、乙是两种实验设计方案，请完成横线上的空白部分． 方案一：如图甲所示，木板B静止在水平桌面上，用手通过弹簧测力计向右拉木块A，使木块A向右匀速运动，读出此时弹簧测力计的读数F，再用弹簧测力计测出木块A的重力G，由平衡条件可知，滑动摩擦力f＝_____，A、B间的正压力N＝______，所以动摩擦因数μ＝______. 甲　　乙 方案二：如图乙所示，将弹簧测力计C的吊环套在直立固定在桌边的铁钉D上，挂钩端与木块A相连，用力F拉拉放在桌面上的木板B，使其缓慢向右运动． A相对地面静止时，A受的滑动摩擦力等于弹簧的拉力(A在B上相对B向左滑动)．读出此时C的读数F，即为A所受的滑动摩擦力f.用C测出A的重力G，则A、B间的动摩擦因数μ＝________. (2)从实际操作考虑，你认为上述哪种方案更可行？ (3)若只给你一把直尺、一条橡皮筋和一些轻绳，你能否测定木块A与木板B间的动摩擦因数μ？ 三．计算题(要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位) 11.如图,水平面上有一重为50 N的物体,受到F1=12 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止。已知物体与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.2,设水平面对物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,求: (1)此时物体所受到的摩擦力。 (2)若将F2撤去后,物体受的摩擦力。 12.如甲图把一根长20 cm的轻质弹簧上端固定,下端系一质量1 kg的木块,当木块静止时,弹簧长为25 cm;把此木块放在水平桌面上,用这个轻质弹簧水平拉它,当弹簧长为22 cm时,木块沿桌面匀速运动,如乙图。(g取10 N/kg)求: (1)弹簧的劲度系数。 (2)木块与桌面间的滑动摩擦因数。 　　13.如图所示,在水平桌面上放一个重GA=20 N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数为0.4,使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少?如果再在木块A上加一块重为GB=10 N的木块B,B与A之间的动摩擦因数为0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多少?此时木块B受到木块A的摩擦力多大? 参考答案： 1.【解析】选D　[滑动摩擦力f＝μN，其大小由μ和物体与地面间的正压力N共同决定，因为无论怎么放置，物体与地面间的N均相同，故有f甲＝f乙＝f丙，D正确．] 2.【解析】选A　[M处支持力方向垂直于地面，因此竖直向上，A项正确；N处的支持力方向垂直于原木P，因此B项错误；M处受到的静摩擦力方向平行于地面，C项错误；N处受到的静摩擦力方向平行于原木P，D项错误．] 3.【解析】选B　[由于物体受的水平推力F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的压力N＝kt.当F比较小时，物体受到的摩擦力f小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体所受的摩擦力为滑动摩擦力．由f＝μN得，滑动摩擦力f＝μkt.当摩擦力f大小等于重力G时，由于惯性作用，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力．随着时间的增加，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，滑动摩擦力将突变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡．故选项B正确．] 4.【解析】选A　[以砖块1、2、3、4整体为研究对象，由于重力作用，整体相对木板有向下运动的趋势，故木板对整体有向上的静摩擦力，根据对称性和二力平衡可知，左右两块木板对整体左右两面有向上的静摩擦力，大小为f1＝f2，且f1＋f2＝4mg，则f1＝2mg. 再以砖块1、2为整体，1、2整体受的重力为2mg，左侧木板对砖块1、2向上的静摩擦力f1＝2mg，根据平衡条件知砖块2与砖块3之间的接触面上没有静摩擦力，A正确．] 5.【解析】选A。因最大静摩擦力等于滑动摩擦力,故最大静摩擦力fm=μmg=40 N;当拉力为15 N和30 N时,物体处于静止,摩擦力分别等于15 N、30 N;当拉力为80 N时,拉力大于最大静摩擦力,物体发生滑动,受到的力为滑动摩擦力,大小为f=μmg=40 N,故选项A正确。 6.【解析】选B。物体向右运动时摩擦力大小f=6 N,与初速度方向相反,2 s末速度减为0,物体处于静止状态,摩擦力大小等于拉力大小,与拉力反向,B正确。 7.【解析】选D。不管滑板如何运动,物体水平方向受弹簧向左的拉力和向右的滑动摩擦力,始终处于平衡状态,故弹簧测力计的读数总是等于物体与滑板之间的滑动摩擦力的大小,故A、B、C错误,D正确。 8.【解析】选B。当F较小时,小车不动,与A之间是静摩擦力,随着F的增大而增大,当F达到最大静摩擦力后小车滑动,与A之间是滑动摩擦力,比最大静摩擦力稍小,之后F增大摩擦力不变,故选项B正确。 9.【解析】选B、C。A物体与传送带一起匀速运动,没有发生相对滑动,也没有相对运动趋势,所以A物体不受摩擦力,A错误;B、C物体随传送带匀速运动,所受合力均为零,受力分析可知B、C所受的静摩擦力分别等于B、C所受重力沿传送带斜面向下的分力,而B、C质量相等,故B、C所受静摩擦力大小相等,方向均沿传送带斜面向上,B、C正确,D错误。 10.[解析]　(1)方案一中，A匀速向右滑动时，由二力平衡知f＝F，A对B的正压力N＝G，则μ＝；同理，方案二中μ＝. (2)在方案一中，弹簧测力计对木块A的拉力只有在木块匀速前进时才等于滑动摩擦力的大小，但这种操作方式很难保证木块A匀速前进；而在第二种方案中，不论木板B如何运动，木块A总是处于平衡状态，弹簧测力计的示数等于木块A所受滑动摩擦力的大小，故第二种方案更切实可行． 甲 (3)可以，实验方法及步骤如下： ①将橡皮筋的两端拴上两条轻绳，并用直尺测出橡皮筋的原长l0； ②橡皮筋一端的轻绳连接木块A，另一端的轻绳竖直悬挂起来，如图甲所示，测出此时橡皮筋的长度l1； ③将橡皮筋的一端固定于竖直墙上，将木块A放在木板B上，如图乙所示，用水平力使木板B在木块A下滑动，测出此时橡皮筋的长度l2； 乙 ④根据二力平衡原理得k(l1－l0)＝mg，k(l2－l0)＝μmg，由此可得μ＝. [答案]　(1)F　G　　　(2)(3)见解析 11.【解析】(1)物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.2×50 N=10 N 由于F1-F2=6 N<fm 所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力, 故有:f1=F1-F2=6 N,方向水平向右。 (2)因为F1=12 N>fm,所以物体相对水平面向左滑动, 故物体受的滑动摩擦力:f2=fm=10 N,方向水平向右。 答案:(1)6 N　水平向右(2)10 N　水平向右 12.【解析】(1)图甲中弹簧的伸长量x1=l1-l0, 且竖直方向有:kx1=mg, 解得k=200 N/m 。 (2)图乙中弹簧的伸长量x2=l2-l0 竖直方向有: FN=mg 水平方向有: kx2=Ff 滑动摩擦力公式:Ff=μFN 解得μ=0.4。 答案:(1)200 N/m　(2)0.4 13.【解析】未放上木块B时,FN=GA=20 N, 桌面对A的摩擦力为Ff1=μAFN=μAGA=0.4×20 N=8 N 根据二力平衡条件,拉力F=Ff1=8 N 加上木块B后,F′N=GA+GB=20 N+10 N=30 N, 桌面对A的摩擦力为: F′f1=μAF′N=μA(GA+GB)=0.4×30 N=12 N,故拉力F′=F′f1=12 N 由于A、B两木块一起沿桌面匀速滑动,所以A、B两木块间不产生摩擦力,即B受到的摩擦力Ff2=0。 答案:8 N　12 N　0 学科网（北京）股份有限公司 $