3.1 生活中常见的力(第2讲)——摩擦力(分层作业)物理沪科版必修第一册
2026-09-24
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内容正文:
3.1.2 生活中常见的力(摩擦力)
目录
1
一、滑动摩擦力的大小及方向 1
二、静摩擦力的大小及方向 1
三、 摩擦力的综合分析 3
四、摩擦力的突变问题 5
6
9
一、滑动摩擦力的大小及方向
1.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.滑动摩擦力与物体的重力成正比
B.受滑动摩擦力作用的物体一定是运动的
C.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
D.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
2.打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示。设图中刚好有10张相同的纸,打印机正常工作时,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动,则此时第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向 ,摩擦片对第10张纸的摩擦力方向 。(以上两空均选填“向左”、“向右”或“无”)
3.重为100N的木箱放在水平地板上。用30N的水平推力,可以使木箱做匀速直线运动。则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= 。
二、静摩擦力的大小及方向
4.关于摩擦力的说法正确的是( )
A.接触面粗糙的两个物体,只有发生相对滑动时,才会有摩擦力
B.摩擦力总是与运动方向相反
C.摩擦力不可能是物体运动的动力
D.静止的物体可能受到滑动摩擦力,运动的物体可能受到静摩擦力
5.(多选)如图所示为传送带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则( )
A.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动,A受到沿传送带向上的摩擦力
B.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动,A受到沿传送带向下的摩擦力
C.如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力
D.如果货物A和传送带都静止,A受到沿传送带向上的摩擦力
6.如图为一倾斜式停车设备,小汽车进入水平托架后,托架自动升起挡板并缓慢倾斜至一定角度,则下列说法正确的是( )
A.托架倾斜过程中托架对汽车的摩擦力方向沿托架向下
B.挡板对汽车的支持力与托架对汽车的摩擦力方向相反
C.汽车受到的支持力是由于汽车发生形变产生的
D.托架倾斜过程中汽车对托架的压力方向不断变化
7.静摩擦的方向总是与 方向相反,动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力 。细心的同学会发现商场里安装的供顾客上楼的扶梯主要有两种,如图所示,甲扶梯类似于台阶,乙扶梯类似于斜坡。当顾客站在扶梯上匀速上升时,在 (选填“甲”或“乙”)扶梯上受摩擦力,顾客此时受到的摩擦力的方向是 的。
8.如图所示,在水平力F作用下,重力为G的物体保持静止,若物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体受到的摩擦力大小为( )
A.μF B.μG C.μ(F+G) D.G
9.如图所示,质量为5kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平向右拉力F,g取10m/s2。
当拉力大小为8N时,地面对物体的摩擦力是 N;
当拉力大小为12N时,地面对物体的摩擦力是 N。
3、 摩擦力的综合分析
10.如图所示,一个质量为4kg的物体A放在粗糙的水平面上,物块与水平面之间的动摩擦因数为0.2,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个质量为0.5kg的小桶相连,已知A受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑轮上的摩擦不计,g取10m/s2,求:
(1)物块在水平面上受到的最大静摩擦力是多少?
(2)若在小桶内加入0.5kg的沙子后,物块所受摩擦力是多少?
(3)若在小桶内加入0.5kg的沙子,同时在物体A上放一质量为3kg的物块B,水平面对物块A的摩擦力是多少?
11.如图所示,质量为5kg的物块在水平地面上,用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物块,弹簧的劲度系数k=3N/cm,物块与地面间的动摩擦因数为0.6,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:
(1)弹簧长度为13cm时,物块所受摩擦力大小;
(2)木块匀速运动时弹簧的长度。
12.(2023秋•静安区校级期中)如图所示,质量m=2kg的物体静置于水平面上,一个质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于物体上,另一端施一水平拉力F,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.逐渐增大F,当弹簧长度为15cm时,物体在水平面做匀速直线运动(g=10m/s2)(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。
试求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)当弹簧拉长到12cm时,物体所受的摩擦力;
(3)当弹簧拉长到16cm时,物体所受的摩擦力。
四、摩擦力的突变问题
13.(多选)(2023秋•徐汇区校级期中)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,力传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,力传感器记录的F﹣t如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.0~2.5s物块受静摩擦力作用,2.5~4.0s物块受滑动摩擦力作用
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为7:6
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
14.如图,粗糙程度相同的水平地面上,重30牛的物块在AB段受F=10N的水平拉力作用,向右做匀速直线运动,到B点时撤去水平拉力,物块仍继续运动,到C处静止。下列说法正确的是( )
A.在AB段物块受到水平向右的摩擦力,大小为10牛
B.在AB段物块受到水平向左的摩擦力,大小为20牛
C.在BC段物块受到水平向左的摩擦力,大小为10牛
D.在C点物块受到水平向右的摩擦力,大小为30牛
15.用传感器测量摩擦力的实验装置如图甲,把木块放在水平长木板上,沿水平方向拉动木块,在计算机屏幕上得到拉力随时间变化的F﹣t图如图乙。下列说法正确的是( )
A.木块移动前,拉力大小小于静摩擦力的大小
B.木块移动前,拉力大小等于静摩擦力的大小
C.木块所受静摩擦力的大小不随拉力的变化而变化
D.木块移动后,木块与木板之间没有摩擦力的作用
16.如图所示为某同学正在空中自行车道上骑行时的照片,此时自行车后轮受到地面施加的摩擦力方向为 (选填“向前”“向后”);骑行一个小时后该同学累了,下车推着自行车前进,则此时自行车后轮受到地面施加的摩擦力方向为 (选填“向前”“向后”)。
17.如图所示,A、B分别为皮带轮的主动轮和从动轮边缘上的一点.当两轮沿逆时针方向转动时,画出皮带对主动轮上A点的摩擦力方向和皮带对从动轮上B点的摩擦力方向.
18.如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、A与地面间的动摩擦因数均为0.4,当用水平力向右拉动物体A时,试求(作出必要的受力分析图):
(1)B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向;
(2)A物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向.
(3)要把物体匀速拉出需要的力F多大.
19.如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、A与地面间的动摩擦因数均为0.4,当用水平力向右拉物体A时,试求:
(1)A与B之间的摩擦力是什么摩擦力?A与地之间的摩擦力是什么摩擦力?
(2)B物体所受的是摩擦力的大小和方向;
(3)A物体所受的地面摩擦力的大小和方向.
20.(2025秋•闵行区校级期中)如图所示,物体A,B,C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以相同的速度向右匀速运动,那么关于摩擦力的说法正确的是( )
A.物体C受到的摩擦力方向水平向左
B.物体B受到向左的摩擦力
C.物体A受到三个摩擦力作用
D.由于不知A与水平桌面之间是否光滑,所以无法判断A与水平桌面间是否存在摩擦力
21.(2025秋•徐汇区校级期中)
课堂上的力
在物理课堂上,力无处不在。老师用黑板擦轻轻一擦,摩擦力让字迹消失;学生喝水时,手的握力与杯子的重力相平衡;实验中,弹簧的弹力、物体的重力,都在诉说着力的原理。每一处细节,都是物理世界的美妙体现。
(1)书放在水平桌面上,桌面会受到书对它的弹力作用,产生这个弹力的育接原因是 。
A.书的形变 B.桌面的形变
C.地面的形变 D.书受到的重力
(2)用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向上处于静止状态,若握瓶的力加倍,则关于手与瓶之间的摩擦力,判断正确的是 。
A.也加倍 B.保持不变
C.与握的力相平衡 D.与弹力平衡
(3)如图所示,当同学擦黑板时,某时刻手对黑板擦的推力F平行于板面且与竖直方向夹θ角向左上方,则此时黑板擦对黑板的压力方向为 ,若黑板擦质量为m,推力方向不变使黑板擦沿着水平线匀速运动,则板擦与黑板之间的摩擦力大小 。(重力加速度为g)
(4)在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则由表分析可知木块受到的滑动摩擦力为 牛,在这五次实验中,木块受到摩擦力大小有 次是相同的。
实验次数
小木块的运动状态
弹簧测力计读数(N)
1
静止
0.6
2
静止
0.8
3
匀速直线
0.6
4
直线加速
1.0
5
直线减速
0.4
(5)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F﹣t图像如图乙所示。下列说法正确的是 。
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
22.(2026•广西模拟)如图所示,送餐智能机器人沿一倾角为θ的斜坡向前运动时,端着的盘子保持水平,简化截面示意图如图乙所示,盘子里的水平碟子上有三块并排放置的小蛋糕。下列关于机器人沿斜坡向前运动的说法正确的是( )
A.匀速向前时,小蛋糕受沿水平向前的静摩擦力
B.匀速向前时,小蛋糕受沿斜面向前的静摩擦力
C.加速向前时,小蛋糕受沿水平向前的静摩擦力
D.加速向前时,小蛋糕受沿斜面向前的静摩擦力
23.(2026•甘肃模拟)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F1=13N,F2=5N,F3=5N,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F3,木块有可能滑动
C.若只撤去F1木块有可能滑动
D.若只撤去F2,木块受到的摩擦力一定是13N,方向向左
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3.1.2 生活中常见的力(摩擦力)(解析版)
目录
1
一、滑动摩擦力的大小及方向 1
二、静摩擦力的大小及方向 2
三、 摩擦力的综合分析 5
四、摩擦力的突变问题 7
8
14
一、滑动摩擦力的大小及方向
1.关于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A.滑动摩擦力与物体的重力成正比
B.受滑动摩擦力作用的物体一定是运动的
C.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
D.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动
【答案】D
【详解】解:A、滑动摩擦力与物体间的正压力成正比,故A错误;
B、受滑动摩擦力作用的物体可能是运动的,也可能是静止的,如木块在桌面上滑动,静止的桌面也受到滑动摩擦力,故B错误;
CD、滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反,阻碍物体间的相对运动,但是与物体运动的方向可能相反也可能相同,故C错误,D正确。
故选:D。
2.打印机是现代办公不可或缺的设备,正常情况下,进纸系统能做到“每次只进一张纸”,进纸系统的结构如图所示。设图中刚好有10张相同的纸,打印机正常工作时,搓纸轮按图示方向转动时带动最上面的第1张纸匀速向右运动,则此时第1张纸受到搓纸轮的摩擦力方向 ,摩擦片对第10张纸的摩擦力方向 。(以上两空均选填“向左”、“向右”或“无”)
【答案】向右,向左。
【详解】解:因为搓纸轮带动第一张向右运动,第1张纸上表面受到搓纸轮施加的摩擦力,方向向右;
把10张纸作为一个整体受力分析可知,根据受力平衡可知,摩擦片对第10张纸的摩擦力方向向左。
3.重为100N的木箱放在水平地板上。用30N的水平推力,可以使木箱做匀速直线运动。则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= 。
【答案】30,0.3。
【详解】解:根据平衡条件可得木箱所受摩擦力大小为f=F=30N。木箱对地板的压力大小为N=G=100N,所以木箱与地板之间的动摩擦因数
二、静摩擦力的大小及方向
4.关于摩擦力的说法正确的是( )
A.接触面粗糙的两个物体,只有发生相对滑动时,才会有摩擦力
B.摩擦力总是与运动方向相反
C.摩擦力不可能是物体运动的动力
D.静止的物体可能受到滑动摩擦力,运动的物体可能受到静摩擦力
【答案】D
【详解】解:A.发生相对滑动时存在滑动摩擦力,没有发生相对滑动时也有可能存在静摩擦,故A错误。
B.滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,静摩擦力的方向与相对运动的趋势方向相反,故B错误。
C.摩擦力既可以充当动力,也可以充当阻力,如轻放在运转的传送带上的物体,受到的摩擦力为动力,故C错误。
D.静摩擦力与滑动摩擦力与相对运动有关,与物体对地运动无关,如人走路,受到的为静摩擦力,故D正确。
故选:D。
5.(多选)如图所示为传送带运输机的示意图,A为传送带上的货物,则( )
A.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向上匀速运动,A受到沿传送带向上的摩擦力
B.如果货物A随传送带一起无相对滑动地向下匀速运动,A受到沿传送带向下的摩擦力
C.如果货物A和传送带都静止,A不受摩擦力
D.如果货物A和传送带都静止,A受到沿传送带向上的摩擦力
【答案】AD
【详解】解:AB、对A来说,A与传送带无相对滑动地向上或向下匀速运动,有相对于传送带向下滑动的趋势,则所受摩擦力与相对运动趋势方向相反,即沿传送带向上,故A正确,B错误;
CD、如果货物A和传送带都静止,货物A处于受力平衡状态,对A受力分析可知,A受到沿传送带向上的静摩擦力,故C错误,D正确。
故选:AD。
6.如图为一倾斜式停车设备,小汽车进入水平托架后,托架自动升起挡板并缓慢倾斜至一定角度,则下列说法正确的是( )
A.托架倾斜过程中托架对汽车的摩擦力方向沿托架向下
B.挡板对汽车的支持力与托架对汽车的摩擦力方向相反
C.汽车受到的支持力是由于汽车发生形变产生的
D.托架倾斜过程中汽车对托架的压力方向不断变化
【答案】D
【详解】解:A.根据重力的作用效果可知,托架倾斜过程中汽车有相对托架向下滑动的趋势,则托架对汽车的静摩擦力方向平行托架向上,故A错误;
B.由图可知,挡板与托架垂直,则挡板对汽车的支持力方向平行托架向上,与托架对汽车的静摩擦力方向相同,故B错误;
C.汽车受到的支持力,有托架给汽车的支持力和挡板给汽车的支持力,这两个支持力的施力物体分别是托架与挡板,则汽车受到的支持力是由于托架和挡板的形变产生的,故C错误;
D.托架倾斜过程中汽车对托架的压力方向,始终垂直托架指向受力物体,则托架倾斜过程中汽车对托架的压力方向不断变化,故D正确;
故选:D。
7.静摩擦的方向总是与 方向相反,动摩擦因数不变,压力越大,滑动摩擦力 。细心的同学会发现商场里安装的供顾客上楼的扶梯主要有两种,如图所示,甲扶梯类似于台阶,乙扶梯类似于斜坡。当顾客站在扶梯上匀速上升时,在 (选填“甲”或“乙”)扶梯上受摩擦力,顾客此时受到的摩擦力的方向是 的。
【答案】物体间的相对运动趋势,越大。乙,沿扶梯向上。
【详解】解:静摩擦的方向总是与物体间的相对运动趋势方向相反,动摩擦因数不变,压力越大,根据f=μFN可知滑动摩擦力越大。当顾客站在扶梯上匀速上升时,在乙扶梯上受摩擦力,顾客此时受到的摩擦力的方向是沿扶梯向上的。
8.如图所示,在水平力F作用下,重力为G的物体保持静止,若物体与墙之间的动摩擦因数为μ,则物体受到的摩擦力大小为( )
A.μF B.μG C.μ(F+G) D.G
【答案】D
【详解】解:由题意可知物体保持静止,则受到是静摩擦力,根据平衡条件则有f=G,故D正确,ABC错误。
故选:D。
9.如图所示,质量为5kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.2,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,给物体一水平向右拉力F,g取10m/s2。
当拉力大小为8N时,地面对物体的摩擦力是 N;
当拉力大小为12N时,地面对物体的摩擦力是 N。
【答案】8;10。
【详解】解:由题意可知,物体与地面间的最大静摩擦力为:fm=μmg=0.2×5×10N=10N,当施加大小为8N的拉力时,由于F=8N<fm=10N,则物体保持静止状态,地面对物体的摩擦力是静摩擦力,设为f1,由平衡条件可得:f1=F,代入数据解得:f1=F=8N;
当施加大小为12N的拉力时,由于F=12N>fm=10N,则物体相对地面运动,地面对物体的摩擦力是滑动摩擦力,设为f2,则有:f2=μmg=0.2×5×10N=10N。
3、 摩擦力的综合分析
10.如图所示,一个质量为4kg的物体A放在粗糙的水平面上,物块与水平面之间的动摩擦因数为0.2,用一条质量不计的细绳绕过定滑轮和一个质量为0.5kg的小桶相连,已知A受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,滑轮上的摩擦不计,g取10m/s2,求:
(1)物块在水平面上受到的最大静摩擦力是多少?
(2)若在小桶内加入0.5kg的沙子后,物块所受摩擦力是多少?
(3)若在小桶内加入0.5kg的沙子,同时在物体A上放一质量为3kg的物块B,水平面对物块A的摩擦力是多少?
【答案】(1)物块在水平面上受到的最大静摩擦力是8N;
(2)物块所受摩擦力是8N;
(3)水平面对物块A的摩擦力是10N。
【详解】解:(1)物块在水平面上受到的最大静摩擦力是fm=μFN=μMg,解得fm=8N。
(2)假设用手固定住小车,系统处于静止时,对装有沙子小桶受力分析,绳子拉力为T=(m0+m)g,解得T=10N,
因为T>fm,所以松开手后物块会发生滑动,所受摩擦力为滑动摩擦力
f=μFN,解得f=8N。
(3)同第二问一样,假设用手固定住小车,系统处于静止时,有:fm=μFN=μ(M+MB)g,解得fm=14N;
因为T<fm,所以松开手后,整个系统依然静止,A所受摩擦力为静摩擦力
fA=T=10N。
11.如图所示,质量为5kg的物块在水平地面上,用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物块,弹簧的劲度系数k=3N/cm,物块与地面间的动摩擦因数为0.6,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2,求:
(1)弹簧长度为13cm时,物块所受摩擦力大小;
(2)木块匀速运动时弹簧的长度。
【答案】(1)弹簧长度为13cm时,物块所受摩擦力大小为15N;
(2)木块匀速运动时弹簧的长度为18cm。
【详解】解:(1)物块受到的最大摩擦力为
fm=μmg=0.6×5×10N=30N
弹簧长度为13cm时,物块受到的弹簧弹力为
F=k(l﹣l0)=3×(13﹣8)N=15N<fm
物块保持静止,物块所受摩擦力大小为
f=F=15N
(2)木块匀速运动时,物块所受摩擦力大小为
f1=μmg=0.6×5×10N=30N
此时弹簧弹力为
F1=k(l1﹣l0)=f1
木块匀速运动时弹簧的长度为
l1=18cm
12.(2023秋•静安区校级期中)如图所示,质量m=2kg的物体静置于水平面上,一个质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于物体上,另一端施一水平拉力F,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2.逐渐增大F,当弹簧长度为15cm时,物体在水平面做匀速直线运动(g=10m/s2)(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)。
试求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)当弹簧拉长到12cm时,物体所受的摩擦力;
(3)当弹簧拉长到16cm时,物体所受的摩擦力。
【答案】见试题详解内容
【详解】解:(1)物体匀速前进时,由平衡条件得:k(x﹣x0)=μmg
代入数据解得:k N/m=80 N/m。
(2)若将弹簧拉长到12cm时,弹簧的拉力为:F1=k(x1﹣x0)=80×(0.12﹣0.10)N=1.6N,
最大静摩擦力可看作等于滑动摩擦力:Ffm=0.2×2×10N=4 N
可知物体没动,则所受的静摩擦力为:Ff1=F1=1.6N。
(3)若将弹簧拉长到16cm时,弹簧弹力为:
F2=k(x2﹣x0)=80×(0.16﹣0.10)N=4.8 N,
大于最大静摩擦力;故物体将加速前进;物体将加速前进,此时所受到的滑动摩擦力为:
Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10N=4N。
四、摩擦力的突变问题
13.(多选)(2023秋•徐汇区校级期中)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,力传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,力传感器记录的F﹣t如图乙所示。下列说法正确的是( )
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.0~2.5s物块受静摩擦力作用,2.5~4.0s物块受滑动摩擦力作用
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为7:6
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】BC
【详解】解:AB.物和木板间只要发生相对运动,物块与木板之间都是滑动摩擦力;物块与木板之间的动摩擦因数不变,物块对木板的正压力不变,根据滑动摩擦力的影响因素可知,物块与木板之间的滑动摩擦力不变,与木板的运动状态无关;物块在水平方向受平衡力作用,力传感器的示数才等于物块受到的摩擦力大小,故A错误,B正确;
C.根据图乙可知,最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为,故C正确;
D.2.5s后,物块受滑动摩擦力作用,根据滑动摩擦力公式f=μFN=μmg
动摩擦因数
由于物块质量不确定,因此,只用图乙中数据不能得出物块与木板间的动摩擦因数,故D错误。
故选:BC。
14.如图,粗糙程度相同的水平地面上,重30牛的物块在AB段受F=10N的水平拉力作用,向右做匀速直线运动,到B点时撤去水平拉力,物块仍继续运动,到C处静止。下列说法正确的是( )
A.在AB段物块受到水平向右的摩擦力,大小为10牛
B.在AB段物块受到水平向左的摩擦力,大小为20牛
C.在BC段物块受到水平向左的摩擦力,大小为10牛
D.在C点物块受到水平向右的摩擦力,大小为30牛
【答案】C
【详解】解:AB.在AB段物块做匀速直线运动,木块处于平衡状态,拉力与滑动摩擦力相等,物体向右运动,受到水平向左的摩擦力,大小为10N,故AB错误;
C.在BC段物块做减速运动,到C处静止,BC段滑动摩擦力大小只与压力与接触面粗糙程度有关,故滑动摩擦力不变,还是10N,故C正确;
D.粗糙程度相同的水平地面上,在C点物块静止,在水平方向不受力的作用,故D错误.
故选:C。
15.用传感器测量摩擦力的实验装置如图甲,把木块放在水平长木板上,沿水平方向拉动木块,在计算机屏幕上得到拉力随时间变化的F﹣t图如图乙。下列说法正确的是( )
A.木块移动前,拉力大小小于静摩擦力的大小
B.木块移动前,拉力大小等于静摩擦力的大小
C.木块所受静摩擦力的大小不随拉力的变化而变化
D.木块移动后,木块与木板之间没有摩擦力的作用
【答案】B
【详解】解:ABC.木块移动前,物块静止,处于平衡状态,拉力大小等于静摩擦力的大小,拉力变大,静摩擦力也变大,故AC错误,B正确;
D.木块移动后,木块与木板之间有滑动摩擦力的作用,故D错误。
故选:B。
16.如图所示为某同学正在空中自行车道上骑行时的照片,此时自行车后轮受到地面施加的摩擦力方向为 (选填“向前”“向后”);骑行一个小时后该同学累了,下车推着自行车前进,则此时自行车后轮受到地面施加的摩擦力方向为 (选填“向前”“向后”)。
【答案】向前;向后。
【详解】解:骑行时,自行车后轮是主动轮,人蹬踏板带动后轮转动,链条带动后轮转动,后轮是从动轮,后轮与地面的接触点相对于地面有向后的运动趋势,后轮受到的是静摩擦力,静摩擦力阻碍相对运动趋势,地面给后轮的摩擦力方向向前,该摩擦力是自行车前进的动力;
推自行车前进时,后轮是被动向前运动,后轮整体随车身向前,相对于地面有向前的运动趋势,因此地面给后轮的摩擦力方向向后。
17.如图所示,A、B分别为皮带轮的主动轮和从动轮边缘上的一点.当两轮沿逆时针方向转动时,画出皮带对主动轮上A点的摩擦力方向和皮带对从动轮上B点的摩擦力方向.
【答案】见试题详解内容
【详解】解:A点位置在与主动轮接触的皮带上,轮子带着传送带逆时针运动,故传送带受到轮子的摩擦动力,方向向下,那么皮带对主动轮上A点的摩擦力方向向上;
同理,B点位置在与从动轮接触的皮带上,轮子是在传送带的带动向上运动的,故皮带对从动轮上B点的摩擦力方向向上;
18.如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、A与地面间的动摩擦因数均为0.4,当用水平力向右拉动物体A时,试求(作出必要的受力分析图):
(1)B物体所受的滑动摩擦力的大小和方向;
(2)A物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向.
(3)要把物体匀速拉出需要的力F多大.
【答案】见试题详解内容
【详解】解:(1)物体B相对物体A向左滑动,物体A给物体B的滑动摩擦力方向向右,大小为:
由平衡条件:竖直方向:N=GB
所以:F1=μGB=0.4×20N=8N
(2)物体A相对地面向右滑动,地面给物体A的滑动摩擦力方向向左,大小为:
由平衡条件:竖直方向:N=GA+GB
所以:F2=μ(GA+GB)=0.4×(20+40)N=24N;
(3)地面对A的摩擦力水平向左,F2=24N,
B对A的摩擦力水平向左,f=F1=8N,
A做匀速直线运动,由平衡条件得:F=F2+f=32N,方向水平向右;
19.如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、A与地面间的动摩擦因数均为0.4,当用水平力向右拉物体A时,试求:
(1)A与B之间的摩擦力是什么摩擦力?A与地之间的摩擦力是什么摩擦力?
(2)B物体所受的是摩擦力的大小和方向;
(3)A物体所受的地面摩擦力的大小和方向.
【答案】见试题详解内容
【详解】解:(1)将物体A拉出,物体B静止不动,故物体A与B之间、A与地面之间都是滑动摩擦力;
(2)A、B间有相对滑动,B物体所受的摩擦力是滑动摩擦,
物体B相对物体A向左滑动,物体A给物体B的滑动摩擦力方向向右,大小为:
F1=μGB=0.4×20N=8N;
(3)物体A相对地面向右滑动,地面给物体A的滑动摩擦力方向向左,大小为:
由平衡条件:竖直方向:N=GA+GB
所以:F2=μ(GA+GB)=0.4×(20+40)N=24N;
20.(2025秋•闵行区校级期中)如图所示,物体A,B,C叠放在水平桌面上,水平力F作用于C物体,使A、B、C以相同的速度向右匀速运动,那么关于摩擦力的说法正确的是( )
A.物体C受到的摩擦力方向水平向左
B.物体B受到向左的摩擦力
C.物体A受到三个摩擦力作用
D.由于不知A与水平桌面之间是否光滑,所以无法判断A与水平桌面间是否存在摩擦力
【答案】A
【详解】解:A、以C为研究对象,水平受到拉力F与静摩擦力,根据二力平衡,则C受到的摩擦力方向水平左,故A正确;
B、以B为研究对象,B随A一起匀速运动,合力为零,B不受摩擦力,否则B受力不平衡,不会做匀速运动,故B错误;
C、以整体为研究对象,分析可知,桌面对A摩擦力水平向左,A相对于C有向左运动的趋势,C对A的静摩擦力方向水平向右,B对A没有摩擦力,则A受到两个摩擦力作用,故C错误;
D、以整体为研究对象,合力为零,可知桌面对A摩擦力与拉力平衡,故D错误。
故选:A。
21.(2025秋•徐汇区校级期中)
课堂上的力
在物理课堂上,力无处不在。老师用黑板擦轻轻一擦,摩擦力让字迹消失;学生喝水时,手的握力与杯子的重力相平衡;实验中,弹簧的弹力、物体的重力,都在诉说着力的原理。每一处细节,都是物理世界的美妙体现。
(1)书放在水平桌面上,桌面会受到书对它的弹力作用,产生这个弹力的育接原因是 。
A.书的形变 B.桌面的形变
C.地面的形变 D.书受到的重力
(2)用手握住瓶子,使瓶子在竖直方向上处于静止状态,若握瓶的力加倍,则关于手与瓶之间的摩擦力,判断正确的是 。
A.也加倍 B.保持不变
C.与握的力相平衡 D.与弹力平衡
(3)如图所示,当同学擦黑板时,某时刻手对黑板擦的推力F平行于板面且与竖直方向夹θ角向左上方,则此时黑板擦对黑板的压力方向为 ,若黑板擦质量为m,推力方向不变使黑板擦沿着水平线匀速运动,则板擦与黑板之间的摩擦力大小 。(重力加速度为g)
(4)在探究摩擦力的实验中,用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块,小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同),则由表分析可知木块受到的滑动摩擦力为 牛,在这五次实验中,木块受到摩擦力大小有 次是相同的。
实验次数
小木块的运动状态
弹簧测力计读数(N)
1
静止
0.6
2
静止
0.8
3
匀速直线
0.6
4
直线加速
1.0
5
直线减速
0.4
(5)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,传感器用棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F﹣t图像如图乙所示。下列说法正确的是 。
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线就是摩擦力随时间的变化曲线
C.最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
【答案】(1)A;(2)B;(3)垂直于黑板并指向黑板;先不变后变小;(4)0.6;4;(5)C。
【详解】解:(1)书放在水平桌面上,桌面会受到书对它的弹力作用,产生这个弹力的直接原因是书的形变,故A正确,BCD错误;
故选:A。
(2)对瓶子分析,竖直方向的摩擦力与重力平衡,则摩擦力保持不变,故B正确,ACD错误;
故选:B。
(3)此时黑板擦对黑板的压力方向为垂直于黑板并指向黑板,用水平力F将黑板擦压在竖直黑板上,在逐渐减小力F直至为0的过程中,黑板对黑板擦的摩擦力先与重力平衡,F继续减小时,黑板擦运动,根据f=μN=μF可知摩擦力逐渐减小。
(4)则由表分析可知木块匀速运动时,受到的滑动摩擦力与弹力相等,则此时滑动摩擦力大小为0.6N,在1、2次实验中,木块受到摩擦力为静摩擦力,大小与弹力相等,分别0.6N,0.8N,3、4、5次实验木块受滑动摩擦力,根据f=μN可知大小为0.6N不变,则有4次实验摩擦力相等。
(5)AB、为了研究摩擦力随时间的变化曲线,故物块一直要处于静止状态,则向左的摩擦力一直与相右轻绳的拉力平衡,图乙是向右轻绳的拉力随时间变化的曲线故图乙也可以反映摩擦力随时间的变化曲线,由图乙可知向右轻绳的拉力先增大后减小,最后趋于不变,故物块先受静摩擦力后受滑动摩擦力,所以不需要让木板保持匀速直线运动,故AB错误;
C、由图乙可知,最大静摩擦力约为10N,滑动摩擦力约为7N,故最大静摩擦力与滑动摩擦力之比约为10:7,故C正确;
D、根据Ff=μFN,FN=mg,可知由于不知道物块的重力,故无法求物块与木板间的动摩擦因数,故D错误;
故选:C。
22.(2026•广西模拟)如图所示,送餐智能机器人沿一倾角为θ的斜坡向前运动时,端着的盘子保持水平,简化截面示意图如图乙所示,盘子里的水平碟子上有三块并排放置的小蛋糕。下列关于机器人沿斜坡向前运动的说法正确的是( )
A.匀速向前时,小蛋糕受沿水平向前的静摩擦力
B.匀速向前时,小蛋糕受沿斜面向前的静摩擦力
C.加速向前时,小蛋糕受沿水平向前的静摩擦力
D.加速向前时,小蛋糕受沿斜面向前的静摩擦力
【答案】C
【详解】解:AB、机器人匀速向前时,小蛋糕受重力和支持力二力平衡,无静摩擦力,合力为0,故AB错误;
CD、机器人沿斜坡方向加速向前运动时,受重力和支持力,以及摩擦力合力沿斜面向上,摩擦力的方向平行于接触面,水平向前,故C正确,D错误。
故选:C。
23.(2026•甘肃模拟)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F1=13N,F2=5N,F3=5N,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F3,木块有可能滑动
C.若只撤去F1木块有可能滑动
D.若只撤去F2,木块受到的摩擦力一定是13N,方向向左
【答案】B
【详解】解:A.木块静止,水平方向受向右的F1=13N、向左的F2=5N,因此水平方向上F1和F2的合力为13N﹣5N=8N,合力水平向右,根据平衡条件,木块受到水平向左的大小为8N的静摩擦力,故A错误;
B.由上述分析可知,木块的最大静摩擦力fmax≥8N,只撤去F3,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8N,因此木块有可能滑动,故B正确;
C.只撤去F1,F2不变,F3仍存在,正压力不变,最大静摩擦力仍有fmax≥8N,水平面提供向右的静摩擦力5N即可平衡,故木块一定保持静止,不可能滑动,故C错误;
D.只撤去F2,F1不变,若最大静摩擦力大于或者等于13N,木块仍静止,则静摩擦力大小为13N,方向向左;若最大静摩擦力小于13N,木块滑动,摩擦力为滑动摩擦力,大小不等于13N,因此摩擦力不一定是13N,故D错误。
故选:B。
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