内容正文:
第二节 摩擦力
知识点1 滑动摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
2.产生条件
(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)。
(2)物体间的接触面粗糙。
(3)两物体间存在相对运动。
3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。
4.大小
(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。
(2)公式:Ff=μF压。
(3)动摩擦因数μ:它的值跟接触面的材料和粗糙程度有关,与接触面的大小无关。
知识点2 静摩擦力
1.定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2.产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动的趋势。
3.方向:总是沿着接触面,跟物体相对运动趋势的方向相反。
知识点3 .最大静摩擦力
最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值Fmax,在数值上等于物体即将开始运动时的拉力,一般情况下,最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大。
.静摩擦力大小的范围:0<F≤Fmax。
考向1 滑动摩擦
【例1】.(多选)影响滑动摩擦力大小的因素有( )
A.接触面的粗糙程度 B.物体间的正压力
C.物体的运动速度 D.物体的质量
【变式】卢氏县下雨天,路面湿滑,下列措施能增大摩擦力的是( )
A.穿光滑的鞋子 B.路面撒沙子
C.减速慢行 D.路面浇水
考向2 静摩擦
【例2】(多选)人用手竖直地握着啤酒瓶,始终保持静止,则( )
A.手握瓶子的力越大,手与瓶子间的摩擦力就越大
B.往瓶子加水后,手与瓶子间的摩擦力将增大
C.手握瓶子的力大小等于手与瓶子间的摩擦力
D.若手握瓶子的力增大,则手与瓶子间的最大静摩擦力增大
【变式】某同学用橡皮擦水平向右擦除作业本上的铅笔字,作业本只与橡皮擦和水平桌面接触,且相对桌面保持静止,则此过程中( )
A.桌面对作业本无摩擦力
B.桌面对作业本的摩擦力方向水平向右
C.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向左
D.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向右
考向 3 最大静摩擦
【例3】重为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动,由此可知( )
A.木箱与地板之间的最大静摩擦力
B.木箱所受的滑动摩擦力
C.如果用20N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为30N
D.木箱与地板之间的动摩擦因数
【变式】日常生活中力无处不在,下列关于力的说法正确的是( )
A.如图所示,物体A对地面的压力与它所受重力是一对平衡力
B.劲度系数越大的弹簧对物体的弹力就越大
C.静摩擦力只能作用在静止的物体上,滑动摩擦力只能作用在运动的物体上
D.手握水瓶在竖直面内静止,握力越大手与水瓶间的最大静摩擦力就越大
考向4 两种摩擦比较
【例4】.所受重力为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。滑动摩擦力大小与接触面的面积__________,与速度大小__________(均选填“有关”或“无关”)。由此可知:木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax=__________;木箱所受的滑动摩擦力F=__________N;木箱与地板之间的动摩擦因数μ=__________;如果用20N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为__________N。
【变式】如图所示,一木块放在粗糙的水平桌面上处于静止状态,其中,,,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力方向向右
B.若只撤去,木块有可能滑动
C.若只撤去,木块有可能滑动
D.若只撤去,木块受到的摩擦力一定是,方向向左
1、 滑动摩擦
1.如图所示,传统石磨通过旋转磨盘来碾压谷物。下列操作中,主要目的是为增大摩擦的是( )
A.在磨盘底部加装滚珠轴承替代滑动摩擦
B.减轻磨盘上方的负重以减少压力
C.向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑
D.定期凿刻保持磨盘表面凹凸纹路清晰
2.如图所示,为粗糙长木板,在水平面上以速度向右运动,物块在木板的上面以速度向右运动,下列判断正确的是( )
A.若是,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力
B.若是,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力
C.若是,A受到了B所施加向右的滑动摩擦力
D.无论还是,B都受到了A向右的滑动摩擦力
3.滑雪运动深受小朋友们的喜爱。如图所示,某小朋友沿斜面下滑的过程中,斜面对滑雪板的摩擦力方向( )
A.沿斜面向上 B.沿斜面向下
C.垂直斜面向上 D.垂直斜面向下
4.关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向总是沿接触面并与物体的运动方向相反
B.静摩擦力可以是动力,而滑动摩擦力只能是阻力
C.有摩擦力就一定有弹力,摩擦力总是与接触面上的弹力垂直
D.受静摩擦力作用的物体一定是静止的,受到滑动摩擦力作用的物体一定是运动的
2、 静摩擦
5.将完全相同的若干本可以单独竖直站立的书排列在书架上。再将一本相同规格的书强行塞入书架中的某一横格,尝试取出这本书时,感到十分困难。关于该横格内各相邻书籍之间的作用力,下列说法正确的是( )
A.塞入这本书前,一定存在弹力 B.塞入这本书前,一定存在摩擦力
C.塞入这本书后,一定存在弹力 D.塞入这本书后,一定存在摩擦力
6.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.有压力就一定有摩擦力
B.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反
C.运动的物体不可能受到静摩擦力
D.静摩擦力的方向一定与物体的相对运动趋势的方向相反
7.如图所示, 一舞蹈者演示“功夫瑜伽”, 用双脚撑墙,使自己静止于两墙面之间,若舞蹈演员的重力为 ,所受摩擦力为 ,舞蹈者能静止是因为( )
A. B. C. D.
8.如图所示,一位同学用双手水平夹起一摞书,并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数,书与书间的动摩擦因数,设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为,该同学对书的水平正压力为,每本书均呈竖直状态,重力加速度大小取,则下列说法正确的是( )
A.每本书受到的合力大小不等 B.书与书之间的摩擦力大小均相等
C.他最多能夹住42本书 D.他最多能夹住60本书
3、 最大静摩擦
9.如图所示,用大小为的握力握住一个重为的瓶子。瓶子竖直,始终处于静止状态,已知手掌与瓶子间的动摩擦因数,则( )
A.瓶子受到的摩擦力大小为
B.当握力减小时,瓶子受到的摩擦力将减小
C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将增大
D.瓶子受到的最大静摩擦力随握力的增大而增大
10.如图所示,某同学乘坐公交车出行,手中握有一个竖直的瓶子,当公交车路过颠簸路面时,他下意识地握紧瓶子,瓶子相对于手未滑动。则握紧瓶子时( )
A.增大了手与瓶子间的摩擦力
B.增大了手与瓶子间的最大静摩擦力
C.增大了手与瓶子间的动摩擦因数
D.手对瓶子的摩擦力大于瓶子的重力
11.所受重力为的木箱放在水平地板上,至少要用的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知( )
A.木箱与地板之间的最大静摩擦力为
B.木箱所受的滑动摩擦力为
C.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3
D.如果用的水平推力推这个静止的木箱,木箱不受摩擦力作用
四、两种摩擦比较
12.如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为5kg的木箱,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.木箱所受的最大静摩擦力 B.木箱所受的最大静摩擦力
C.木箱与地面间的动摩擦因数=0.21 D.木箱与地面间的动摩擦因数=0.2
13.小王利用木块A做了几个跟摩擦力相关的实验,木块A的质量为0.5kg,g取10N/kg。如图所示,小明同学用垂直于墙的力F将木块A压在竖直墙上,墙和木块A之间的动摩擦因数为0.1,已知力F=30N,认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求:
(1)木块是保持静止还是沿墙面下滑,并求木块A受到墙面的摩擦力;
(2)若将压木块A的力增大为2F,判断木块A所处状态及受到的摩擦力。
14.将一木块放置于水平地面上,用水平向右的拉力拉木块。拉力从零开始逐渐增大,木块先静止后运动。用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小,并利用计算机绘制出摩擦力的大小随拉力的大小变化的图像,如图所示。已知木块与地面间的动摩擦因数,取重力加速度大小。
(1)求拉力大小为时,木块受到的摩擦力;
(2)求木块的质量;
(3)若木块的质量,与地面间的动摩擦因数不变,请通过计算判断,用的水平拉力是否能拉动木块。
15.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为100N/m,在水平桌面上放一个质量m=1kg的玩具船,用轻质弹簧拉它,刚开始运动时,弹簧的伸长量为2cm;当弹簧拉着玩具船匀速前进时,弹簧的伸长量为1.5cm,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)玩具船受到的最大静摩擦力大小;
(2)玩具船与水平桌面间的动摩擦因数。
学科网(北京)股份有限公司
$
第二节 摩擦力
知识点1 滑动摩擦力
1.定义:两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
2.产生条件
(1)两物体相互接触挤压(即有弹力)。
(2)物体间的接触面粗糙。
(3)两物体间存在相对运动。
3.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。
4.大小
(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。
(2)公式:Ff=μF压。
(3)动摩擦因数μ:它的值跟接触面的材料和粗糙程度有关,与接触面的大小无关。
知识点2 静摩擦力
1.定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,这时的摩擦力叫作静摩擦力。
2.产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力)。
(2)接触面粗糙。
(3)两物体间有相对运动的趋势。
3.方向:总是沿着接触面,跟物体相对运动趋势的方向相反。
知识点3 .最大静摩擦力
最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值Fmax,在数值上等于物体即将开始运动时的拉力,一般情况下,最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大。
.静摩擦力大小的范围:0<F≤Fmax。
考向1 滑动摩擦
【例1】.(多选)影响滑动摩擦力大小的因素有( )
A.接触面的粗糙程度 B.物体间的正压力
C.物体的运动速度 D.物体的质量
【答案】AB
【详解】根据可知,滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关,与物体与接触面之间的正压力有关;与物体的运动速度无关。物体的质量大,但是两物体之间的正压力不一定大。
故选AB。
【变式】卢氏县下雨天,路面湿滑,下列措施能增大摩擦力的是( )
A.穿光滑的鞋子 B.路面撒沙子
C.减速慢行 D.路面浇水
【答案】B
【详解】滑动摩擦力公式为,摩擦力大小仅和接触面粗糙程度、接触面正压力有关,与运动速度无关。
A.穿光滑的鞋子会减小接触面粗糙程度,摩擦力减小,故A错误;
B.路面撒沙子会增大接触面粗糙程度,摩擦力增大,故B正确;
C.减速慢行不改变和正压力,摩擦力大小与速度无关,摩擦力不变,故C错误;
D.路面浇水会减小接触面粗糙程度,摩擦力减小,故D错误。
故选B。
考向2 静摩擦
【例2】(多选)人用手竖直地握着啤酒瓶,始终保持静止,则( )
A.手握瓶子的力越大,手与瓶子间的摩擦力就越大
B.往瓶子加水后,手与瓶子间的摩擦力将增大
C.手握瓶子的力大小等于手与瓶子间的摩擦力
D.若手握瓶子的力增大,则手与瓶子间的最大静摩擦力增大
【答案】BD
【详解】A.手与瓶子间的摩擦力是静摩擦力,若保持静止,摩擦力始终等于重力,手握瓶子的力越大,但手与瓶子间的摩擦力不变,故A错误;
B.往瓶子里加水后,瓶子和水的总重力变大,则手与瓶子间的摩擦力将增大,故B正确;
C.手握瓶子的力跟手与瓶子间的弹力大小相等,故C错误;
D.手与瓶子间的摩擦力是静摩擦力,握力越大,则手与瓶子间的弹力越大,则最大静摩擦力越大,故D正确。
故选BD。
【变式】某同学用橡皮擦水平向右擦除作业本上的铅笔字,作业本只与橡皮擦和水平桌面接触,且相对桌面保持静止,则此过程中( )
A.桌面对作业本无摩擦力
B.桌面对作业本的摩擦力方向水平向右
C.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向左
D.橡皮擦对作业本的摩擦力方向水平向右
【答案】D
【详解】AB.作业本相对桌面保持静止,处于平衡状态。水平方向上,作业本受到橡皮擦向右的摩擦力,根据二力平衡可知,桌面对作业本的静摩擦力方向一定水平向左,故A、B错误;
CD.橡皮擦水平向右运动,相对作业本向右滑动,因此橡皮擦对作业本施加的滑动摩擦力方向水平向右,故C错误,D正确。
故选D。
考向 3 最大静摩擦
【例3】重为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动,由此可知( )
A.木箱与地板之间的最大静摩擦力
B.木箱所受的滑动摩擦力
C.如果用20N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为30N
D.木箱与地板之间的动摩擦因数
【答案】D
【详解】A.根据题意,至少要用35N的水平推力才能使木箱从原地开始运动,表明最大静摩擦力等于使木箱刚要运动的最小推力,可知,木箱与地板之间的最大静摩擦力,故A错误;
B.根据题意,木箱移动后用30N水平推力做匀速直线运动,水平方向受力平衡,滑动摩擦力大小等于推力,可知,木箱所受的滑动摩擦力,故B错误;
C.用20N的水平推力推静止的木箱,木箱保持静止,木箱受静摩擦力作用,静摩擦力与推力平衡,则木箱所受的摩擦力大小为20N,故C错误;
D.滑动摩擦力满足
水平面上支持力与重力平衡,则有
解得,故D正确。
故选D。
【变式】日常生活中力无处不在,下列关于力的说法正确的是( )
A.如图所示,物体A对地面的压力与它所受重力是一对平衡力
B.劲度系数越大的弹簧对物体的弹力就越大
C.静摩擦力只能作用在静止的物体上,滑动摩擦力只能作用在运动的物体上
D.手握水瓶在竖直面内静止,握力越大手与水瓶间的最大静摩擦力就越大
【答案】D
【详解】A.物体A与地面不接触,没有弹力作用,故A错误;
B.在形变量一定的情况下,劲度系数越大,弹力才越大,故B错误;
C.静摩擦力可以作用在运动的物体上,滑动摩擦力也可以作用在静止的物体上,故C错误;
D.最大静摩擦力与正压力有关,握力越大手与水瓶间的最大静摩擦力就越大,故D正确。
故选D。
考向4 两种摩擦比较
【例4】.所受重力为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。滑动摩擦力大小与接触面的面积__________,与速度大小__________(均选填“有关”或“无关”)。由此可知:木箱与地板之间的最大静摩擦力Fmax=__________;木箱所受的滑动摩擦力F=__________N;木箱与地板之间的动摩擦因数μ=__________;如果用20N的水平推力推这个静止的木箱,木箱所受的摩擦力大小为__________N。
【答案】 无关 无关 35 30 0.3 20
【详解】[1][2]滑动摩擦力大小与接触面的面积无关,与速度大小无关;
[3]至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动,则木箱与地板之间的最大静摩擦力
[4][5]用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动,则木箱所受的滑动摩擦力
由
可得木箱与地板之间的动摩擦因数为
[6]如果用20N的水平推力推这个静止的木箱,木箱处于静止状态,木箱所受的摩擦力大小为
【变式】如图所示,一木块放在粗糙的水平桌面上处于静止状态,其中,,,下列说法正确的是( )
A.木块受到的摩擦力方向向右
B.若只撤去,木块有可能滑动
C.若只撤去,木块有可能滑动
D.若只撤去,木块受到的摩擦力一定是,方向向左
【答案】B
【详解】A.木块静止,水平方向受向右的、向左的
因此水平方向上和的合力为
合力水平向右,根据平衡条件,木块受到水平向左的大小为的静摩擦力,A错误;
B.由上述分析可知,木块的最大静摩擦力
只撤去,木块对桌面的正压力减小,最大静摩擦力随之减小,减小后最大静摩擦力可能小于水平方向的合力,因此木块有可能滑动,B正确;
C.只撤去,水平方向仅剩下向左的,需要的静摩擦力仅为,仍存在,正压力不变,最大静摩擦力仍有
故木块一定保持静止,不可能滑动,C错误;
D.只撤去,水平方向仅剩下向右的,若最大静摩擦力大于,木块静止,则静摩擦力大小为,方向向左;若最大静摩擦力小于,木块滑动,摩擦力为滑动摩擦力,大小不等于,因此摩擦力不一定是,D错误。
故选B。
1、 滑动摩擦
1.如图所示,传统石磨通过旋转磨盘来碾压谷物。下列操作中,主要目的是为增大摩擦的是( )
A.在磨盘底部加装滚珠轴承替代滑动摩擦
B.减轻磨盘上方的负重以减少压力
C.向磨盘转轴处滴加菜籽油润滑
D.定期凿刻保持磨盘表面凹凸纹路清晰
【答案】D
【详解】A.加装滚珠轴承是将滑动摩擦变为滚动摩擦,目的是减小摩擦,故A不符合题意;
B.减轻磨盘负重可以减小压力,目的是减小摩擦,故B不符合题意;
C.向转轴滴油润滑,使接触面分离减小摩擦,故C不符合题意;
D.凿刻磨盘保持纹路清晰,增大了接触面的粗糙程度,目的是增大摩擦,故D符合题意。
故选 D。
2.如图所示,为粗糙长木板,在水平面上以速度向右运动,物块在木板的上面以速度向右运动,下列判断正确的是( )
A.若是,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力
B.若是,B受到了A所施加向右的滑动摩擦力
C.若是,A受到了B所施加向右的滑动摩擦力
D.无论还是,B都受到了A向右的滑动摩擦力
【答案】A
【详解】AC.若是,则B相对A向左滑动,可知B受到了A所施加向右的滑动摩擦力,A受到了B所施加向左的滑动摩擦力,A正确,C错误;
BD.若是,则B相对A向右滑动,B受到了A所施加向左的滑动摩擦力,BD错误。
故选A。
3.滑雪运动深受小朋友们的喜爱。如图所示,某小朋友沿斜面下滑的过程中,斜面对滑雪板的摩擦力方向( )
A.沿斜面向上 B.沿斜面向下
C.垂直斜面向上 D.垂直斜面向下
【答案】A
【详解】小朋友沿斜面下滑,滑雪板相对于斜面向下运动,即滑雪板相对斜面向下运动,所以斜面对滑雪板的摩擦力方向沿斜面向上。
故选A。
4.关于摩擦力的说法,正确的是( )
A.滑动摩擦力的方向总是沿接触面并与物体的运动方向相反
B.静摩擦力可以是动力,而滑动摩擦力只能是阻力
C.有摩擦力就一定有弹力,摩擦力总是与接触面上的弹力垂直
D.受静摩擦力作用的物体一定是静止的,受到滑动摩擦力作用的物体一定是运动的
【答案】C
【详解】A.滑动摩擦力的方向总是与物体相对接触面的运动方向相反,而非与物体相对地面的运动方向相反,例如将物块轻放在运行的传送带上时,滑动摩擦力方向与物块运动方向相同,故A错误;
B.静摩擦力和滑动摩擦力都既可以是动力也可以是阻力,要看力的作用效果而定,如上例传送带的对物块的滑动摩擦力为动力,故B错误;
C.弹力是摩擦力产生的必要条件之一,因此有摩擦力一定存在弹力;弹力方向垂直于接触面,摩擦力方向平行于接触面,故二者方向始终垂直,故C正确;
D.受到静摩擦力作用的物体不一定是静止的,例如随水平加速运动的传送带一起运动的物体;受到滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的,例如物体在水平地面上滑动,水平地面受滑动摩擦力,故D错误。
故选C。
2、 静摩擦
5.将完全相同的若干本可以单独竖直站立的书排列在书架上。再将一本相同规格的书强行塞入书架中的某一横格,尝试取出这本书时,感到十分困难。关于该横格内各相邻书籍之间的作用力,下列说法正确的是( )
A.塞入这本书前,一定存在弹力 B.塞入这本书前,一定存在摩擦力
C.塞入这本书后,一定存在弹力 D.塞入这本书后,一定存在摩擦力
【答案】C
【详解】AB.塞入这本书前,两本书之间不一定存在弹力,由于每本书之间无运动趋势,则一定不存在摩擦力,AB错误;
CD.塞入这本书后,各本书之间存在挤压,则一定存在弹力,但各本书之间无运动趋势,则不存在摩擦力,C正确,D错误。
故选C。
6.关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.有压力就一定有摩擦力
B.滑动摩擦力方向一定与物体的运动方向相反
C.运动的物体不可能受到静摩擦力
D.静摩擦力的方向一定与物体的相对运动趋势的方向相反
【答案】D
【详解】A.摩擦力产生的条件包括压力、接触面粗糙以及相对运动或相对运动趋势,仅有压力不一定产生摩擦力,故A错误;
B.滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,但不一定与物体的运动方向相反,例如,传送带加速物体时,滑动摩擦力与运动方向相同,故B错误;
C.运动的物体可能受到静摩擦力,只要物体间相对静止但有相对运动趋势,如加速行驶的汽车中,货物受静摩擦力,故C错误;
D.静摩擦力总是阻碍相对运动趋势,因此其方向一定与相对运动趋势方向相反,故D正确。
故选D。
7.如图所示, 一舞蹈者演示“功夫瑜伽”, 用双脚撑墙,使自己静止于两墙面之间,若舞蹈演员的重力为 ,所受摩擦力为 ,舞蹈者能静止是因为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】舞蹈演员静止,处于平衡状态,合力为零。受力分析可知竖直方向受到向下的重力,以及两侧墙面给演员的总静摩擦力,摩擦力方向竖直向上,根据二力平衡可知,二者大小相等,即
故选B。
8.如图所示,一位同学用双手水平夹起一摞书,并停留在空中。已知手掌与书间的动摩擦因数,书与书间的动摩擦因数,设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力大小。若每本书的质量为,该同学对书的水平正压力为,每本书均呈竖直状态,重力加速度大小取,则下列说法正确的是( )
A.每本书受到的合力大小不等 B.书与书之间的摩擦力大小均相等
C.他最多能夹住42本书 D.他最多能夹住60本书
【答案】C
【详解】A.每本书受到的摩擦力的合力与重力平衡,所以每本书合力大小都为0,A错误;
B.越靠外侧,书与书间的摩擦力越大,B错误;
CD.以这一摞书为研究对象,每只手对其的最大静摩擦力为:
这一摞书受力平衡
解得
但书与书间的最大静摩擦力为
除了左右两侧跟手接触的两本书,以剩下的这一部分书为对象,由平衡条件
解得
加跟手接触的两本书,共42本书,故C正确,D错误。
故选C。
3、 最大静摩擦
9.如图所示,用大小为的握力握住一个重为的瓶子。瓶子竖直,始终处于静止状态,已知手掌与瓶子间的动摩擦因数,则( )
A.瓶子受到的摩擦力大小为
B.当握力减小时,瓶子受到的摩擦力将减小
C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将增大
D.瓶子受到的最大静摩擦力随握力的增大而增大
【答案】D
【详解】AD.瓶子在重力及静摩擦力作用下处于静止状态,则瓶子受到的摩擦力大小等于其重力40N;瓶子受到的最大静摩擦力与正压力成正比,所以随握力的增大而增大,故A错误,D正确;
BC.无论握力减小还是增大,只要瓶子仍处于静止状态,由于瓶子受到的重力不变,则静摩擦力不变,故BC错误。
故选D。
10.如图所示,某同学乘坐公交车出行,手中握有一个竖直的瓶子,当公交车路过颠簸路面时,他下意识地握紧瓶子,瓶子相对于手未滑动。则握紧瓶子时( )
A.增大了手与瓶子间的摩擦力
B.增大了手与瓶子间的最大静摩擦力
C.增大了手与瓶子间的动摩擦因数
D.手对瓶子的摩擦力大于瓶子的重力
【答案】B
【详解】ABD.握紧瓶子时,手对瓶子压力增大,瓶子相对于手未滑动,则瓶子受到的摩擦力不变,仍与重力平衡,当压力增大时,手与瓶子间的最大静摩擦力增大,故AD错误,B正确;
C.动摩擦因数跟接触面的材料,粗糙程度有关,与正压力无关,故握紧瓶子时,手与瓶子间的动摩擦因数不变,故C错误。
故选B。
11.所受重力为的木箱放在水平地板上,至少要用的水平推力,才能使它从原地开始运动。木箱从原地移动以后,用的水平推力,就可以使木箱继续做匀速直线运动。由此可知( )
A.木箱与地板之间的最大静摩擦力为
B.木箱所受的滑动摩擦力为
C.木箱与地板之间的动摩擦因数为0.3
D.如果用的水平推力推这个静止的木箱,木箱不受摩擦力作用
【答案】C
【详解】A.已知木箱重力G=100N,使木箱开始运动的最小推力为35N,匀速运动时的推力为30N。使木箱从原地开始运动的最小推力等于最大静摩擦力,因此最大静摩擦力为35N,故A错误;
B.木箱匀速运动时,推力与滑动摩擦力平衡,因此滑动摩擦力为30N,故B错误;
C.由滑动摩擦力公式,其中 N=G=100N,f=30N,可得,故C正确;
D.用20N的水平推力推静止的木箱时,木箱未动,受到与推力平衡的静摩擦力作用,不是不受摩擦力,故D错误。
故选C。
四、两种摩擦比较
12.如图甲所示,一人用由零逐渐增大的水平力F推静止于水平地面上质量为5kg的木箱,木箱所受的摩擦力f与F的关系如图乙所示,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A.木箱所受的最大静摩擦力 B.木箱所受的最大静摩擦力
C.木箱与地面间的动摩擦因数=0.21 D.木箱与地面间的动摩擦因数=0.2
【答案】A
【详解】AB.由图可知,木箱所受的最大静摩擦力,选项A正确,B错误;
CD.木箱与地面间的滑动摩擦力为f=20N,则动摩擦因数
选项CD错误。
故选A。
13.小王利用木块A做了几个跟摩擦力相关的实验,木块A的质量为0.5kg,g取10N/kg。如图所示,小明同学用垂直于墙的力F将木块A压在竖直墙上,墙和木块A之间的动摩擦因数为0.1,已知力F=30N,认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力,求:
(1)木块是保持静止还是沿墙面下滑,并求木块A受到墙面的摩擦力;
(2)若将压木块A的力增大为2F,判断木块A所处状态及受到的摩擦力。
【答案】(1)木块沿墙面下滑;3N,方向沿墙面向上
(2)木块A处于静止状态;5N,方向沿墙面向上
【详解】(1)已知力F=30N,可知木块A与墙面的弹力大小为30N,木块与墙面间的最大静摩擦力大小为
物体的重力为
所以木块沿墙面下滑,木块A受到滑动摩擦力作用,大小为3N,方向沿墙面向上。
(2)若将压木块A的力增大为2F,木块与墙面间的最大静摩擦力大小变为
可知木块A处于静止状态,受到静摩擦力作用,摩擦力的大小为
方向沿墙面向上。
14.将一木块放置于水平地面上,用水平向右的拉力拉木块。拉力从零开始逐渐增大,木块先静止后运动。用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小,并利用计算机绘制出摩擦力的大小随拉力的大小变化的图像,如图所示。已知木块与地面间的动摩擦因数,取重力加速度大小。
(1)求拉力大小为时,木块受到的摩擦力;
(2)求木块的质量;
(3)若木块的质量,与地面间的动摩擦因数不变,请通过计算判断,用的水平拉力是否能拉动木块。
【答案】(1)
(2)
(3)不能
【详解】(1)由题图可知,木块受到的最大静摩擦力大小
故木块没被拉动,根据二力平衡条件可知,木块受到的摩擦力大小
方向水平向左
(2)当木块在地面上滑动时,有
解得木块的质量
(3)木块的质量,若其在地面上滑动,有
解得
因为木块的最大静摩擦力大于滑动摩擦力,所以用的水平拉力不能由静止拉动木块。
15.如图所示,轻质弹簧的劲度系数为100N/m,在水平桌面上放一个质量m=1kg的玩具船,用轻质弹簧拉它,刚开始运动时,弹簧的伸长量为2cm;当弹簧拉着玩具船匀速前进时,弹簧的伸长量为1.5cm,不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)玩具船受到的最大静摩擦力大小;
(2)玩具船与水平桌面间的动摩擦因数。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)刚开始运动时,弹簧的伸长量为2cm,说明此时玩具船受到的静摩擦力达到最大,可得
代入数据解得最大静摩擦力大小
(2)当弹簧拉着玩具船匀速前进时,玩具船受到水平桌面的滑动摩擦力,可得
又因为
方程联立解得
学科网(北京)股份有限公司
$