内容正文:
第3节 摩擦力 课时检测2
一.选择题:
考点一 两类摩擦力的计算
1. (2025·甘肃白银期末)将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在水平放置在桌面上的一本书内,书对A4纸的压力大小为4 N,A4纸与书之间的动摩擦因数为0.2。要把A4纸从书中拉出,若最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则拉力大小至少应为( )
A.0.4 N B.0.8 N
C.1.6 N D.3.2 N
2.如图所示,有两个相同的梯形物体,它们在力的作用下,以下列四种方式沿相同的水平面运动,下列对不同情况下物体所受摩擦力的比较,正确的是 ( )
A.f丙>f甲=f丁>f乙 B.f乙>f丙>f丁>f甲
C.f乙>f丁>f甲>f丙 D.f乙>f甲=f丁>f丙
3.一块质量为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大小为( )
A.3 N B.2 N
C.1.5 N D.0.5 N
4.某同学用弹簧测力计拉放在水平固定木板上的木块,拉力方向与木板平行,下列说法正确的是( )
A.在木块开始运动之前,随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小保持不变
B.在木块开始运动之后,随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小会逐渐增加
C.在木块开始运动之前,保持拉力大小不变,在木块上放一个砝码将改变木块与木板之间的摩擦力大小
D.在木块开始运动之后,保持拉力大小不变,在木块上放一个砝码将改变木块与木板之间的摩擦力大小
5.如图所示,质量为m的木块在质量为M的长木板上滑行,木板与地面间的动摩擦因数为μ1,木块与木板间的动摩擦因数为μ2,重力加速度为g,木板一直静止,那么木块与木板间、木板与地面间的摩擦力大小分别为( )
A.μ2mg μ1Mg B.μ2mg μ2mg
C.μ2mg μ1(m+M)g D.μ2mg μ1Mg+μ2mg
6.如图所示,物体A的质量为3 kg,物体B的质量为2.5 kg,各接触面间的动摩擦因数相同。现将物体B用细绳系住,用水平力F拉物体A,当F=24 N时刚好可以将A匀速拉出,取重力加速度大小g=10 m/s2,则各接触面间的动摩擦因数是( )
A.0.36 B.0.44
C.0.3 D.0.48
考点二 摩擦力的四类突变
7.一木块放在水平桌面上,在水平方向共受到三个力即F1、F2和摩擦力的作用,木块处于静止状态,如图所示。其中F1=10 N,F2=2 N,若撤去F1,则木块受到的摩擦力为( )
A.10 N,方向向左 B.6 N,方向向右
C.2 N,方向向右 D.0
8.将质量为 1.0 kg的木块放在水平长木板上,用力沿水平方向拉木块,拉力从 0 开始逐渐增大,木块先静止后相对木板运动。用力传感器采集木块受到的拉力和摩擦力的大小,并用计算机绘制出摩擦力大小f随拉力大小F变化的图像,如图所示,则木块与长木板间的动摩擦因数为(g取 10 m/s2)( )
A.0.3 B.0.5 C.0.6 D.1.0
9.用一个水平推力F(F=kt,k为常数,t为时间)把重力为G的物体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下图中的( )
10.如图所示,足够长的传送带与水平面夹角为θ,以速度v0逆时针匀速转动。在传送带的上端轻轻放置一个质量为m的小木块,小木块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ,则下列选项中能客观地反映小木块所受摩擦力情况的是(取沿传送带向下为正方向)( )
11.(双选)如图所示,水平传送带以速度v2顺时针匀速运动,质量为m的物块A连接水平轻质细线,绕过光滑滑轮,下端悬挂一质量为m0的物体B,某时刻物块A以速度v1向右运动,物块A与传送带间的动摩擦因数为μ。则关于物块A所受的摩擦力f,下列说法正确的是( )
A.若v1<v2,则f=μmg,方向向左
B.若v1>v2,则f=μmg,方向向左
C.若v1=v2,且物块A保持匀速运动,则f=0
D.若v1=v2,且物块A保持匀速运动,则f=m0g,方向向左
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)
12.如图所示,一个重力为400 N的沙发放在水平地面上,沙发与地面间的最大静摩擦力为110 N,动摩擦因数为0.25。如果小明分别用80 N和150 N 水平向右的力推沙发,求沙发受到的摩擦力大小分别为多少?
13.如图所示,物体A、B的质量分别为mA=10 kg、mB=20 kg,A与B、B与水平桌面间的动摩擦因数都等于0.3,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力,当用F=80 N的水平力向右拉轻滑轮时,B对A的摩擦力和桌面对B的摩擦力分别为多大?(g取10 m/s2)
参考答案:
1.解析:选C A4纸与书上、下两个接触面都有滑动摩擦力,则有f=2μFN=2×0.2×4 N=1.6 N,要把A4纸从书中拉出,当拉力等于滑动摩擦力时,拉力最小,则有F=f=1.6 N。故选C。
2.解析:选D 甲、丁两图,压力和接触面的粗糙程度相等,接触面的大小不同,由于摩擦力的大小与接触面的大小无关,因此甲、丁两图摩擦力大小相等,
即f甲=f丁;甲、乙两图,接触面的粗糙程度相同,压力的大小不同,乙图的压力大,因此乙图的摩擦力比甲图的大,即f乙>f甲;甲、丙两图,压力相同,甲图是滑动摩擦,丙图是滚动摩擦,相同情况下,滚动摩擦力比滑动摩擦力小,
即f甲>f丙;故这四个图摩擦力大小顺序是f乙>f甲=f丁>f丙,故选D。
3.解析:选B 因为木板被推动,所以木板受到的摩擦力为滑动摩擦力,木板对桌面的压力大小为FN=mg=10 N,桌面对木板的滑动摩擦力大小为Ff=μFN=2 N,B正确。
4.解析:选D 在木块开始运动之前,木块受到的是静摩擦力,所以随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小会逐渐增加,A错误;在木块开始运动之后,木块受到的是滑动摩擦力,所以随着拉力增大,木块与木板之间的摩擦力大小不变,B错误;在木块开始运动之前,木块受到的是静摩擦力,当保持拉力大小不变时,在木块上放一个砝码不会改变木块与木板之间的摩擦力大小,C错误;在木块开始运动之后,木块受到的是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小与正压力有关,所以当保持拉力大小不变时,在木块上放一个砝码将改变木块与木板之间的摩擦力大小,D正确。
5.解析:选B 木块相对木板向右滑动,木块受到向左的滑动摩擦力为f1=μ2FN=μ2mg,力的作用是相互的,木块对木板有向右的滑动摩擦力,木板有向右的滑动趋势,受到地面对其向左的静摩擦力f2,根据平衡条件有f2=f1=μ2mg,故B正确。
6.解析:选C 以A物体为研究对象,由平衡条件可得F=μmBg+μ(mB+mA)g,代入数据解得μ=0.3,故C正确,A、B、D错误。
7.解析:选C当木块受F1、F2及摩擦力的作用而处于平衡状态时,由平衡条件可知木块所受的摩擦力的大小为8 N,方向向左,可知最大静摩擦力fmax≥8 N。当撤去力F1后,F2=2 N<fmax,木块仍处于静止状态,由平衡条件可知木块所受的静摩擦力大小和方向发生突变,且与作用在木块上的F2等大反向,C正确。
8.解析:选A 由题图可知,木块所受的滑动摩擦力f=3 N,根据f=μN=μmg,解得μ===0.3,A正确。
9.解析:选B由于物体受到的水平推力F=kt,物体对墙的压力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,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。由上述分析可知B正确。
10. 解析:选B当小木块速度小于传送带速度时,小木块相对于传送带向上滑动,小木块受到的滑动摩擦力沿传送带向下;当小木块速度达到传送带速度时,由于μ<tan θ,即μmgcos θ<mgsin θ,所以小木块的速度能够继续增加,此时滑动摩擦力的大小不变,而方向突变为沿传送带向上,故选B。
11.解析:选BD 若v1<v2,则物块A相对传送带向左运动,其所受滑动摩擦力方向向右,若v1>v2,则物块A相对传送带向右运动,其所受滑动摩擦力方向向左,两种情况下物块A所受滑动摩擦力大小均为f=μmg,故A错误,B正确;若v1=v2,且物块A保持匀速运动,此时物块A所受细线拉力与传送带对物块的静摩擦力二力平衡,即f=m0g,方向向左,故C错误,D正确。
12.解析:用80 N的水平力推沙发,推力小于最大静摩擦力,沙发不动,由二力平衡条件可知,沙发受到80 N的静摩擦力。用150 N的水平力推沙发,推力大于最大静摩擦力,沙发运动,由于竖直方向处于平衡状态,由二力平衡条件可知,N=G,则滑动摩擦力f=μN=μG=0.25×400 N=100 N。
[答案] 80 N 100 N
13.解析:最大静摩擦力等于滑动摩擦力,
则A、B之间的最大静摩擦力fmax=μmAg=0.3×10×10 N=30 N,
B与桌面间的最大静摩擦力fmax'=μ(mA+mB)g=0.3×30×10 N=90 N;
由于水平力F=80 N,以A为研究对象,绳子的拉力为40 N>30 N,
则A受到滑动摩擦力,大小为30 N;
对B分析,水平方向拉力大小为40 N,A对B的滑动摩擦力为30 N,
方向水平向右,B受水平向右的合力为70 N<90 N,
则B仍处于静止状态,桌面对B的摩擦力大小为70 N。
[答案] 30 N 70 N
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