3.3 摩擦力（举一反三·讲义）物理鲁科版必修第一册

3.3 摩擦力 目 录 知识框架 1 知识精讲 1 【知识点1 滑动摩擦力】 2 【知识点2 静摩擦力】 3 【知识点3 摩擦力的调控】 4 课后作业 5 模块二 知识精讲 情景导入 请同学们思考，不用胶水能否把这两本书粘在一起？ 知识归纳 【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． 产生的条件 (1)两物体相互接触并挤压； (2)物体间的接触面粗糙； (3)两物体间存在相对运动。 静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用． 2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反． 静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反． 3．大小: (1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成正比，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关． (2)公式：Ff＝μF压． (3)动摩擦因数μ：它的值跟两接触面的材料和粗糙程度有关．动摩擦因数μ＝，Ff在接触面内且与相对运动方向相反，FN与接触面垂直． 注:FN的大小不一定等于物体的重力，等于重力是特殊情况。 【例1】有关滑动摩擦力，下列说法中正确的是(　　) A．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 B．滑动摩擦力的方向一定与两物体间相对运动的方向相反 C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大 D．接触面间接触面积越大，滑动摩擦力也一定越大 【变式1-1】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 【变式1-2】如图所示，在μ＝0.1的水平面上有一个向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个方向水平向左的大小为10 N的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10 N/kg)(　　) A．10 N，向右 B．10 N，向左 C．20 N，向右 D．20 N，向左 【知识点2 静摩擦力】 1.定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力。 物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。 产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动趋势。 2.大小和方向 方向：沿两物体的接触面，与相对运动趋势的方向相反。 大小：0<F≤。 ①一般情况下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。 ②静摩擦力与正压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比。 3.静摩擦力有无的判断 【例2】关于静摩擦力，下列说法中正确的是(　　) A．受静摩擦力作用的物体一定是静止的 B．静摩擦力总是阻力 C．静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反 D．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值 【变式2-1】多选)如图所示，用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上保持静止，当F增大时(　　) A．墙对铁块的弹力增大 B．墙对铁块的摩擦力增大 C．墙对铁块的摩擦力不变 D．墙对铁块的摩擦力减小 【变式2-2】(多选)如图所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是(　　) A．人受到的摩擦力的方向是向下的 B．人受到的摩擦力的方向是向上的 C．手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大 D．若人匀速滑下，则人受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小等于匀速上爬的摩擦力 【知识点3 摩擦力的调控】 1．增大摩擦力的方法 (1)增大接触面之间的粗糙程度．(2)增大物体间的压力． 2．减小摩擦力的方法 (1)减小物体间的压力．(2)在接触面间加润滑剂． 【例3】如图所示，用大小为100 N的握力握住一个重为40 N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μ＝0.5，则(　　) A．瓶子受到的摩擦力大小为40 N B．瓶子受到的摩擦力大小为50 N C．当握力增大时，瓶子受到的摩擦力将增大 D．当握力减小时，瓶子受到的摩擦力将减小 【变式3-1】自行车是很普及的代步工具，不论它的品牌如何，从自行车的结构和使用上来看，它涉及许多物理知识，下列对其认识错误的是 (　　) A.自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力 B.车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力 C.车轴处一般有滚珠，变滚动摩擦为滑动摩擦来减小摩擦力 D.刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力 【变式3-2】装修工人在搬运长板形材料时,施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中(　　)。 A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小 B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大 C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小 D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,弹力也不变,因而工人拉力也不变 模块三 课后作业 一、选择题(共12题) 1．下列关于摩擦力的说法中正确的是(　　) A．摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比 B．摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 C．滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小成正比 D．两物体间有摩擦力就一定有弹力，且两者方向互相垂直 2.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 3．关于μ＝，下列说法中正确的是(　　) A．动摩擦因数μ与滑动摩擦力Ff成正比，Ff越大，μ越大 B．动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小 C．相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大 D．动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定 4．一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 5.如图甲所示，某同学用水平绳拉放在平台上的行李包，一直没有拉动，通过手上的弹簧测力计测出拉力F与时间t的关系如图乙所示，则行李包与地面的摩擦力的大小与时间t的关系图像正确的是(　　) 6.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上，已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，当用水平力F＝3 N推木板，使它经过如图所示的位置时，桌面对木板的摩擦力为(　　) A．3 N B．2 N C．1.5 N D．0.5 N 7.如图所示为建筑工地上搬运石板用的“夹钳”,工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,下列判断正确的是(　　) A.石板受到 4 个力的作用 B.夹钳对石板的作用力的合力竖直向上 C.夹钳夹的越紧,石板受的摩擦力越大 D.前进的速度越快,石板受的摩擦力越大 8．如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置的物理书内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) A．0.9 N B．1.8 N C．9.0 N D．18 N 9．一物块m在水平力F拉动下，沿静止的水平传送带由左端匀速运动到右端，如图甲所示，这时物块所受摩擦力为Ff1；现开动机械让传送带逆时针匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时物块所受摩擦力大小为Ff2，如图乙所示．则Ff1、Ff2的大小关系满足(　　) A．Ff1＝Ff2 B．Ff1<Ff2 C．Ff1>Ff2 D．上述三种情况都有可能 10.如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平。欲将黑白毛巾分离开，设每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为 (　　) A．μmg B．2μmg C．5μmg D．6μmg 11．在水平地面固定倾角为θ的斜面体，质量为m的物体在平行于底边、大小为F的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为(　　) A．F B．F＋mg C．F＋mgsinθ D. 12.(多选)运动员双手握住竖直杆匀速攀上和匀速滑下的过程中，运动员受到的摩擦力分别为Ff1和Ff2，不计空气阻力，那么(　　) A．Ff1方向竖直向下，Ff2方向竖直向上，且Ff1＝Ff2 B．Ff1方向竖直向上，Ff2方向竖直向上，且Ff1＝Ff2 C．Ff1为静摩擦力，Ff2为滑动摩擦力 D．Ff1为静摩擦力，Ff2为静摩擦力 二、计算题:(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 13.某物体所受重力为200 N，放置在水平地面上，地面对它的最大静摩擦力为80 N，它与地面间的动摩擦因数为0.39. (1)用60 N的水平推力推物体，求此时地面对物体的摩擦力的大小； (2)物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，求在水平方向施加的推力的大小； (3)物体在水平推力作用下做匀速直线运动的过程中，若撤去水平推力，直到停止前，求地面对物体的摩擦力的大小． 14.如图所示，质量为20 kg的物体静止在水平地面上，已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为120 N，动摩擦因数是0.5，物体的一端与一根劲度系数为4×103 N/m的水平轻质弹簧相连(设弹簧的形变始终在弹性限度内，取g＝10 m/s2)，问： (1)将弹簧拉长2 cm时，地面对物体的摩擦力Ff1多大？ (2)将弹簧拉长4 cm时，地面对物体的摩擦力Ff2多大？ (3)物体在水平地面上匀速直线运动时，弹簧形变量x多大？ 15．如图所示，一个M＝2 kg的物体放在固定的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，用一条质量不计的细绳绕过轻质定滑轮和一个m0＝0.1 kg的小桶相连．已知M在水平面上受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小： (1)只挂m0时； (2)只挂m0，但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时； (3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的砂子时； (4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的砂子时． 16．“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上．据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿．台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害，不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走．大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹得在地面上滑动．设某次台风登陆时的风力为9级，水平方向风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164 N．假设这个人重60 kg，台风来临时人站在水平地面上，人与地面间的动摩擦因数为0.26，g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试通过计算分析： (1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？ (2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受到的摩擦力为多大？ (3)当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到212 N，站在地上的人受到的摩擦力为多大？ 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 3.3 摩擦力 目 录 知识框架 1 知识精讲 1 【知识点1 滑动摩擦力】 2 【知识点2 静摩擦力】 3 【知识点3 摩擦力的调控】 5 课后作业 6 模块二 知识精讲 情景导入 请同学们思考，不用胶水能否把这两本书粘在一起？ 知识归纳 【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． 产生的条件 (1)两物体相互接触并挤压； (2)物体间的接触面粗糙； (3)两物体间存在相对运动。 静摩擦力发生在相对静止的两物体之间，受静摩擦力作用的物体不一定是静止的，运动的物体也可能受静摩擦力作用． 2．方向：总是沿着接触面，并且跟物体相对运动的方向相反． 静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反，与运动方向可能相同，也可能相反． 3．大小: (1)滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小成正比，还跟接触面的粗糙程度、材质等有关． (2)公式：Ff＝μF压． (3)动摩擦因数μ：它的值跟两接触面的材料和粗糙程度有关．动摩擦因数μ＝，Ff在接触面内且与相对运动方向相反，FN与接触面垂直． 注:FN的大小不一定等于物体的重力，等于重力是特殊情况。 【例1】有关滑动摩擦力，下列说法中正确的是(　　) A．滑动摩擦力的方向一定与物体运动方向相反 B．滑动摩擦力的方向一定与两物体间相对运动的方向相反 C．物体在支持面上的滑动速度越大，滑动摩擦力也一定越大 D．接触面间接触面积越大，滑动摩擦力也一定越大 【答案】B 【详解】滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，滑动摩擦力的方向一定与物体相对运动的方向相反，但不一定与物体运动方向相反，故A错误，B正确；滑动摩擦力的大小Ff＝μFN，与物体在支持面上的滑动速度无关，与接触面积也无关，故C、D错误． 【变式1-1】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 【答案】D 【详解】由滑动摩擦力公式Ff＝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． 【变式1-2】如图所示，在μ＝0.1的水平面上有一个向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个方向水平向左的大小为10 N的拉力的作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g取10 N/kg)(　　) A．10 N，向右 B．10 N，向左 C．20 N，向右 D．20 N，向左 【答案】D 【详解】Ff＝μFN＝μmg＝20 N，方向与相对运动方向相反，故选项D正确． 【知识点2 静摩擦力】 1.定义：两个物体之间只有相对运动趋势，而没有相对运动时的摩擦力。 物体受静摩擦力作用时不一定处于静止状态。 产生条件：接触面粗糙；接触处有弹力；两物体间有相对运动趋势。 2.大小和方向 方向：沿两物体的接触面，与相对运动趋势的方向相反。 大小：0<F≤。 ①一般情况下最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。 ②静摩擦力与正压力无关，最大静摩擦力与正压力成正比。 3.静摩擦力有无的判断 【例2】关于静摩擦力，下列说法中正确的是(　　) A．受静摩擦力作用的物体一定是静止的 B．静摩擦力总是阻力 C．静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反 D．两个物体之间的静摩擦力总是一个定值 【答案】C 【详解】静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，但物体可以是运动的，所以A错误；静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势，方向与物体间相对运动趋势的方向相反，但可能与运动方向相同，所以B错误，C正确；两物体间静摩擦力的大小由平行于接触面的力决定，因此D错误． 【变式2-1】多选)如图所示，用水平力F把一铁块紧压在竖直墙壁上保持静止，当F增大时(　　) A．墙对铁块的弹力增大 B．墙对铁块的摩擦力增大 C．墙对铁块的摩擦力不变 D．墙对铁块的摩擦力减小 【答案】AC 【详解】铁块相对墙壁静止，铁块与墙壁之间存在弹力，墙壁对铁块的弹力与水平力F是一对平衡力，墙对铁块的弹力随水平力F的增大而增大，选项A正确；铁块相对墙壁静止，但有下滑趋势，所以铁块受向上的静摩擦力作用，且静摩擦力与重力平衡，所以摩擦力大小不变，选项C正确，B、D错误． 【变式2-2】(多选)如图所示，人握住旗杆匀速上爬，则下列说法正确的是(　　) A．人受到的摩擦力的方向是向下的 B．人受到的摩擦力的方向是向上的 C．手握旗杆的力越大，人受到的摩擦力越大 D．若人匀速滑下，则人受到的摩擦力为滑动摩擦力，大小等于匀速上爬的摩擦力 【答案】BD 【详解】人匀速上爬，受力平衡，则人所受摩擦力与重力大小相等、方向相反．手握旗杆的力增加，但人所受摩擦力不变，选项B正确，选项A、C错误；当匀速滑下时，人受到的摩擦力为滑动摩擦力，且仍与重力平衡，选项D正确． 【知识点3 摩擦力的调控】 1．增大摩擦力的方法 (1)增大接触面之间的粗糙程度．(2)增大物体间的压力． 2．减小摩擦力的方法 (1)减小物体间的压力．(2)在接触面间加润滑剂． 【例3】如图所示，用大小为100 N的握力握住一个重为40 N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μ＝0.5，则(　　) A．瓶子受到的摩擦力大小为40 N B．瓶子受到的摩擦力大小为50 N C．当握力增大时，瓶子受到的摩擦力将增大 D．当握力减小时，瓶子受到的摩擦力将减小 【答案】A 【详解】瓶子重力为40 N，处于静止状态，则瓶子受到的摩擦力大小等于其重力，为40 N，故A正确，B错误；当握力增大时，瓶子受到的重力不变，摩擦力不变，故C错误；当握力减小时，只要瓶子仍处于静止状态，则摩擦力大小不变．故D错误． 【变式3-1】自行车是很普及的代步工具，不论它的品牌如何，从自行车的结构和使用上来看，它涉及许多物理知识，下列对其认识错误的是 (　　) A.自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力 B.车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力 C.车轴处一般有滚珠，变滚动摩擦为滑动摩擦来减小摩擦力 D.刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力 【答案】C 【详解】自行车轮胎、车把套、脚踏板以及刹车处均刻有花纹，并且都使用动摩擦因数大的材料，增大了摩擦力，选项A正确；车轴处经常涂一些润滑油，以减小接触面粗糙程度来减小摩擦力，选项B正确；车轴处一般有滚珠，变滑动摩擦为滚动摩擦来减小摩擦力，选项C错误；刹车时，用力捏紧车闸，以增大刹车块与车圈之间的压力，从而增大摩擦力，选项D正确。 【变式3-2】装修工人在搬运长板形材料时,施加一个水平拉力将其从水平台面上拖出,如图所示,则在匀加速拖出的过程中(　　)。 A.材料与平台之间的接触面积逐渐减小,摩擦力逐渐减小 B.材料与平台之间的相对速度逐渐增大,摩擦力逐渐增大 C.平台对材料的支持力逐渐减小,摩擦力逐渐减小 D.材料与平台之间的动摩擦因数不变,弹力也不变,因而工人拉力也不变 【答案】D 【详解】材料在未翻倒之前,根据二力平衡,在竖直方向上两物体之间的正压力大小仍等于材料的重力大小,动摩擦因数由相互接触的两物体材料特性决定,由f=μFN,摩擦力大小不变;D正确,A、B、C错误。 模块三 课后作业 一、选择题(共12题) 1．下列关于摩擦力的说法中正确的是(　　) A．摩擦力大小总跟接触面上的压力大小成正比 B．摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反 C．滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小成正比 D．两物体间有摩擦力就一定有弹力，且两者方向互相垂直 【答案】D 【详解】滑动摩擦力大小总跟接触面上正压力大小成正比，选项A错误；摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反，选项B错误；滑动摩擦力大小跟两物体间相对运动的速度大小无关，选项C错误；根据摩擦力产生的条件可知，两物体间有摩擦力就一定有弹力，且两者方向互相垂直，选项D正确． 2.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】滑动摩擦力与物体间的正压力成正比，选项A错误；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，选项B错误；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，选项C错误，D正确． 3．关于μ＝，下列说法中正确的是(　　) A．动摩擦因数μ与滑动摩擦力Ff成正比，Ff越大，μ越大 B．动摩擦因数μ与正压力FN成反比，FN越大，μ越小 C．相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大 D．动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定 【答案】D 【详解】动摩擦因数由两物体接触面的粗糙程度及材料决定，与正压力、接触面积及滑动摩擦力无关，选项A、B、C错误，D正确． 4．一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 【答案】D 【详解】滑动摩擦力Ff＝μFN，滑动摩擦力与接触面间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． 5.如图甲所示，某同学用水平绳拉放在平台上的行李包，一直没有拉动，通过手上的弹簧测力计测出拉力F与时间t的关系如图乙所示，则行李包与地面的摩擦力的大小与时间t的关系图像正确的是(　　) 【答案】A 【详解】该同学没有拉动行李包，说明行李包与平台间的摩擦力是静摩擦力，此时静摩擦力与拉力大小相等，故A正确． 6.一块质量为1 kg、长为0.4 m的匀质长木板放在固定的水平桌面上，已知木板与桌面间的动摩擦因数为μ＝0.2，重力加速度g取10 m/s2，当用水平力F＝3 N推木板，使它经过如图所示的位置时，桌面对木板的摩擦力为(　　) A．3 N B．2 N C．1.5 N D．0.5 N 【答案】B 【详解】因为木板被推动，所以木板受的摩擦力为滑动摩擦力，木板对桌面的压力FN＝mg＝10 N，所以桌面对木板的滑动摩擦力为Ff＝μFN＝2 N，B正确． 7.如图所示为建筑工地上搬运石板用的“夹钳”,工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,下列判断正确的是(　　) A.石板受到 4 个力的作用 B.夹钳对石板的作用力的合力竖直向上 C.夹钳夹的越紧,石板受的摩擦力越大 D.前进的速度越快,石板受的摩擦力越大 【答案】B 【详解】工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,石板受重力、2个摩擦力、夹子的2个压力五个力的作用,故A错误;工人夹住石板沿直线匀速前进过程中,石板受重力和夹钳的作用力,重力方向竖直向下,根据平衡条件可知夹钳对石板的作用力的合力竖直向上,故B正确;石板受到的重力和摩擦力等大反向,所以石板受的摩擦力不变,与夹钳夹的松紧程度和运动速度无关,故C、D错误。 8．如图所示，将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置的物理书内，书对A4纸的压力为3 N，A4纸与书之间的动摩擦因数为0.3，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(　　) A．0.9 N B．1.8 N C．9.0 N D．18 N 【答案】B 【详解】A4纸与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力，则有Ff＝2μFN＝2×0.3×3 N＝1.8 N；当拉力等于最大静摩擦力时，拉力最小，所以B正确． 9．一物块m在水平力F拉动下，沿静止的水平传送带由左端匀速运动到右端，如图甲所示，这时物块所受摩擦力为Ff1；现开动机械让传送带逆时针匀速传动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时物块所受摩擦力大小为Ff2，如图乙所示．则Ff1、Ff2的大小关系满足(　　) A．Ff1＝Ff2 B．Ff1<Ff2 C．Ff1>Ff2 D．上述三种情况都有可能 【答案】A 【详解】题图甲、乙两种情况下，物块受到的均是滑动摩擦力，Ff1＝Ff2＝μFN＝μmg. 10.如图所示，有黑白两条毛巾交替折叠地放在地面上，白毛巾的中部用线与墙壁连接着，黑毛巾的中部用线拉住，设线均呈水平。欲将黑白毛巾分离开，设每条毛巾的质量均为m，毛巾之间及其跟地面间的动摩擦因数均为μ，则将黑毛巾匀速拉出需用的水平拉力为 (　　) A．μmg B．2μmg C．5μmg D．6μmg 【答案】C 【详解】根据受力平衡，黑毛巾有四个面受到摩擦力， 平衡时F＝f1＋f2＋f3＋f4＝μ·mg＋μ·2·mg＋μ·3·mg＋μ·4·mg＝5μmg，故C正确。 11．在水平地面固定倾角为θ的斜面体，质量为m的物体在平行于底边、大小为F的水平力作用下静止于斜面上，如图所示。重力加速度大小为g。该物体受到的摩擦力大小为(　　) A．F B．F＋mg C．F＋mgsinθ D. 【答案】D 【详解】对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、水平力F以及摩擦力的作用而处于平衡状态；将重力分解为垂直于斜面和沿斜面的两个分力，根据平衡条件可知，在沿斜面方向上，重力的分力mgsinθ与水平力F以及摩擦力的合力为零，则摩擦力大小等于水平力与重力沿斜面向下的分力的合力，由几何关系可知，该物体受到的摩擦力大小为，故D正确。 12.(多选)运动员双手握住竖直杆匀速攀上和匀速滑下的过程中，运动员受到的摩擦力分别为Ff1和Ff2，不计空气阻力，那么(　　) A．Ff1方向竖直向下，Ff2方向竖直向上，且Ff1＝Ff2 B．Ff1方向竖直向上，Ff2方向竖直向上，且Ff1＝Ff2 C．Ff1为静摩擦力，Ff2为滑动摩擦力 D．Ff1为静摩擦力，Ff2为静摩擦力 【答案】BC 【详解】运动员攀上竖直杆过程中受静摩擦力作用，滑下过程受到滑动摩擦力作用，选项C正确，D错误；运动员向上、向下都是匀速运动，且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A错误，B正确． 二、计算题(计算要有必要的文字说明和解题步骤，有数值的要注明单位) 13.某物体所受重力为200 N，放置在水平地面上，地面对它的最大静摩擦力为80 N，它与地面间的动摩擦因数为0.39. (1)用60 N的水平推力推物体，求此时地面对物体的摩擦力的大小； (2)物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，求在水平方向施加的推力的大小； (3)物体在水平推力作用下做匀速直线运动的过程中，若撤去水平推力，直到停止前，求地面对物体的摩擦力的大小． 【答案】(1)60 N　(2)78 N　(3)78 N 【详解】(1)地面对物体的最大静摩擦力为Fmax＝80 N． 用F1＝60 N的水平推力推物体，推力小于地面对物体的最大静摩擦力，物体仍保持静止， 根据平衡条件得地面对物体的摩擦力大小是Ff＝F1＝60 N. (2) 物体运动起来后，若使其保持匀速直线运动，则水平推力与滑动摩擦力平衡， 则有水平推力F2＝Ff′＝μFN＝μG＝78 N. (3)若撤去水平推力，直到停止前，地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力，大小为78 N. 14.如图所示，质量为20 kg的物体静止在水平地面上，已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为120 N，动摩擦因数是0.5，物体的一端与一根劲度系数为4×103 N/m的水平轻质弹簧相连(设弹簧的形变始终在弹性限度内，取g＝10 m/s2)，问： (1)将弹簧拉长2 cm时，地面对物体的摩擦力Ff1多大？ (2)将弹簧拉长4 cm时，地面对物体的摩擦力Ff2多大？ (3)物体在水平地面上匀速直线运动时，弹簧形变量x多大？ 【答案】(1)80 N　(2)100 N　(3)0.025 m 【详解】(1)根据胡克定律F＝kx，当x1＝2 cm＝0.02 m时，F1＝4×103×0.02 N＝80 N 由于拉力F1小于最大静摩擦力，物体具有向右的运动趋势， 此时地面对物体的静摩擦力大小为Ff1＝80 N. (2) 当x2＝4 cm＝0.04 m时，F2＝4×103×0.04 N＝160 N，大于最大静摩擦力，物体已经运动， 这时摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2＝μFN＝μmg＝0.5×20×10 N＝100 N. (3) 当物体在水平地面上匀速运动时，物体受滑动摩擦力，滑动摩擦力和弹簧拉力为一对平衡力， 即弹簧拉力F＝μmg＝100 N，由F＝kx， 解得x＝ m＝0.025 m. 15．如图所示，一个M＝2 kg的物体放在固定的水平面上，物体与水平面间的动摩擦因数为μ＝0.2，用一条质量不计的细绳绕过轻质定滑轮和一个m0＝0.1 kg的小桶相连．已知M在水平面上受到的最大静摩擦力Fmax＝4.5 N，滑轮上的摩擦不计，g取10 N/kg，求在以下情况中，M受到的摩擦力的大小： (1)只挂m0时； (2)只挂m0，但在M上再放一个M′＝3 kg的物体时； (3)只在桶内加入m1＝0.33 kg的砂子时； (4)只在桶内加入m2＝0.5 kg的砂子时． 【答案】(1)1 N　(2)1 N　(3)4.3 N　(4)4 N 【详解】(1)绳子的拉力等于小桶的重力，因为m0g＝1 N<Fmax， 所以M处于静止状态，受静摩擦力作用，由二力平衡得Ff1＝m0g＝1 N. (2)在M上再放一个M′＝3 kg的物体，M仍静止，故受静摩擦力Ff2＝Ff1＝1 N. (3)此时绳子的拉力等于小桶和砂子的总重力，因为(m0＋m1)g＝4.3 N<Fmax， 故M处于静止状态，所受静摩擦力Ff3＝(m0＋m1)g＝4.3 N. (4) 此时绳子的拉力等于小桶和砂子的总重力，因为(m0＋m2)g＝6 N>Fmax， 故M处于运动状态，受到滑动摩擦力作用，则Ff4＝μFN＝μMg＝4 N. 16．“强台风”是一个巨大的能量库，其风速都在17 m/s以上，甚至在60 m/s以上．据测，当风力达到12级时，垂直于风向平面上每平方米风力可达数千牛顿．台风登陆以后，会给沿海居民的生产和生活带来一定的危害，不少在台风登陆地区做新闻报道的记者，需要用绳子系在腰上才能保证不被台风吹走．大风真的能把人吹走吗？为方便研究这一问题，我们只考虑一种简单情况，即看大风能不能把人吹得在地面上滑动．设某次台风登陆时的风力为9级，水平方向风速大小可达到22 m/s，经过流体阻力测算，在经过一个身高为一米七左右人体的面积时所产生的水平风力约为164 N．假设这个人重60 kg，台风来临时人站在水平地面上，人与地面间的动摩擦因数为0.26，g取10 m/s2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，试通过计算分析： (1)当风速达到22 m/s时，人能不能被吹动？ (2)当风速达到15 m/s时，吹在人身上的水平风力达到76 N，站在地上的人受到的摩擦力为多大？ (3)当风速达到25 m/s时，吹在人身上的水平风力达到212 N，站在地上的人受到的摩擦力为多大？ 【答案】(1)人能被吹动　(2)76 N　(3)156 N 【详解】(1)人和地面之间的压力为FN＝mg＝600 N，人和地面之间的最大静摩擦力为Fmax＝μFN＝156 N 因为F＞Fmax，所以人能被吹动． (3) 当风力F1＝76 N时，由于F1＜Fmax，所以人不能被吹动，人受到地面对他的静摩擦力大小与水平风力相等，为Ff1＝F1＝76 N. (4) 当风力F2＝212 N时，由于F2＞Fmax，所以人能被吹动，人受到地面对他的摩擦力为滑动摩擦力， 其大小为Ff2＝μFN＝156 N. 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $