摩擦力课后练习题(附解析人教版必修一)
详细内容
摩擦力课后练习题(附解析人教版必修一)
基础夯实
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.(河北冀州中学2013~2014学年高一上学期期末)关于摩擦力与弹力的关系,下列说法中不正确的是( )
A.有弹力一定有摩擦力
B.有弹力不一定有摩擦力
C.有摩擦力一定有弹力
D.同一接触面上的弹力和摩擦力的方向一定垂直
答案:A
解析:若相互接触的两个物体之间有压力,但两物体接触面光滑,则不可能有摩擦力,选项A错误,B正确;有弹力是有摩擦力的必要条件,所以有摩擦力必有弹力,选项C正确。根据弹力和摩擦力的方向关系可知D正确。
2.(日照市2013~2014学年高一上学期期中)关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A.人走路时,脚和地面之间的摩擦力是阻碍人运动的
B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反
C.受静摩擦力作用的物体一定是静止不动的
D.摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同
答案:D
解析:人走路当脚向后蹬地时,脚相对地面有向后的运动趋势,受到向前的摩擦力,此力对人的运动来说为动力,A错误;滑动摩擦力的方向一定与物体的相对运动方向相反而不是运动方向,B错误;运动的物体也可能受静摩擦力作用,C错误;摩擦力的方向一定与相对运动方向相反,可以与运动方向相同,比如摩擦力作动力时,D正确。
3.如图所示,甲、乙两位同学做“拔河”游戏,两人分别用伸平的手掌托起长凳的一端,保持凳子的水平,然后各自向两侧拖拉。若凳子下表面各处的粗糙程度相同,且在乙端的凳面上放四块砖,则下列判断正确的是( )
A.凳子向甲方移动B.凳子向乙方移动
C.凳子在原处不会被移动D.凳子向体重大的一方移动
答案:B
解析:因为乙方处的正压力大,所受的摩擦力大于甲方处所受的摩擦力,所以凳子向乙方移动。
4. (成都市南片区2013~2014学年高一上学期六校联考)如右图所示,两木块A、B叠放在水平桌面上,现以水平拉力F拉B没有拉动,则以下列说法正确的是( )
A.A、B间不存在摩擦力作用
B.A、B间有静摩擦力作用
C.B与桌面间不存在静摩擦力作用
D.若撤去外力F后,则A与B、B与桌面间都没有摩擦力
答案:AD
解析:据题意,由于A、B物体没有动,对A、B整体受力分析,整体受到重力、支持力、拉力,由于整体处于静止状态,据水平方向二力平衡,一定还受到地面对整体的摩擦力,故C选项错误;再把A物体隔离分析,A物体受到重力和支持力,二力已经平衡,故A、B间不再受到摩擦力,A选项正确,而B选项错误;当撤去外力F后,整体与地面间没有相对运动趋势,也就没有摩擦力,A、B间也没有摩擦力,故D选项正确。
5.(河南师大附中2013~2014学年高一上学期期中)用手握住一个油瓶(瓶始终处于竖直方向且静止不动,如右图所示),下列说法中正确的是( )
A.瓶中油越多,手必须握得越紧
B.手握得越紧,油瓶受到的摩擦力越大
C.不管手握得多紧,油瓶受到的摩擦力总是一定的
D.摩擦力等于油瓶与油的总重力
答案:ACD
解析:手握住油瓶,油瓶不掉落下来,表明手对油瓶竖直向上的静摩擦力跟油瓶重力平衡――静摩擦力的大小由瓶的重力(大小)决定。油瓶越重,它受到的静摩擦力必须随之增大,手握得紧一点,相应的最大静摩擦力值也就大一点,就能保障油瓶不会掉下来;如果手握得不够紧,正压力不够大,最大静摩擦力小于油瓶的重力,油瓶就会掉下来,所以选项A、D正确。
手握得越紧,手与瓶间的压力越大,最大静摩擦力也越大,但只要最大静摩擦力大于油瓶的总重力,油瓶受到的静摩擦力(此情况下应小于最大静摩擦力)就与油瓶的总重力平衡,是一个定值――等于油瓶的重力,可见选项B错误,C正确。
二、非选择题
6.某物体的重力为200 N,放置在水平地面上,它与地面间的动摩擦因数是0.38,它与地面间的最大静摩擦力是80 N。
(1)用50 N的水平方向的力推物体,地面对物体的摩擦力是________ N。
(2)至少要用多大的水平力,才能把物体推动________。
(3)物体运动起来以后,若使其保持匀速直线运动,应在水平方向加________ N的推力。
(4)物体在运动过程中,若把水平推力增大到80 N,地面对物体的摩擦力为________ N。
(5)此后,若把推力减少到50 N,直到静止前,地面对物体的摩擦力为________ N。
(6)若撤去外力,直到静止前,地面对物体的摩擦力为________ N。
答案:(1)50 (2)80 (3)76 (4)76 (5)76 (6)76
解析:(1)因为50 N小于最大静摩擦力80 N,物体静止,故摩擦力为50 N。(2)至少用80 N的力,才能将物体推动。因为只有推力大于最大静摩擦力,物体才可以从静止开始运动。(3)物体运动起来以后,受滑动摩擦力作用,根据F=μFN,FN=200 N,得F=0.38×200 N=76 N,故应加76 N。(5)推力减小后,物体减速运动,但物体仍受滑动摩擦力作用,故F= μFN=0.38×200 N=76 N。(6)撤去外力后,物体仍向前运动,还是受滑动摩擦力作用,F=μFN=0.38×200 N=76 N。
7.滑雪是北方地区人们喜爱的一种运动。有的地方,人们用鹿拉滑雪板进行滑雪比赛(如图)。已知滑雪板与冰面间的动摩擦因数为0.02,滑雪板和人的总质量为180kg。如果鹿拉着滑雪板做匀速直线运动,求鹿的拉力大小。
答案:35.28N
解析:由于滑雪板做匀速直线运动,可知鹿的拉力F与滑动摩擦力的大小相等,即F=f。同时,滑雪板与冰面间的压力N与滑雪板和人所受的重力相等,即N=G。
由滑动摩擦力公式,可求出鹿的拉力大小为
F=f=μN=μG=μmg=0.02×180×9.8N=35.28N
能力提升
一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)
1.将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内,书对A4纸的压力为3N,A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4,要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为( )
A.0.6N B.1.2N
C.2.4N D.3N
答案:C
解析:根据F=μFN,F=1.2N,因为纸的上下两面都要受到书对它的滑动摩擦力,所以要把纸从书中拉出,拉力至少应为2.4N,C正确。
2.在水平台上放一物体,物体与平台间的动摩擦因数为μ,现用一水平推力F把物体推向台边,如图所示,物体在台边翻倒以前的过程中,台面对物体的摩擦力( )
A.逐渐减小到零 B.保持不变
C.先增大后不变 D.先增大后减小
答案:B
解析:翻倒以前物体对平台的压力不变,所以滑动摩擦力大小不变。
3.如图所示,重力G=20N的物体,在动摩擦因数为0.1的水平面上向左运动,同时受到大小为10N,方向向右的水平力F的作用,则物体所受摩擦力大小和方向是( )
A.2N,水平向左B.2N,水平向右
C.10N,水平向左D.10N,水平向右
答案:B
解析:因物块向左运动,所以受到的滑动摩擦力向右,大小为Ff=μFN=0.1×20N=2N。
4.杂技演员重力为G,用双手握住竖直的竹竿匀速上攀和匀速下滑,他所受的摩擦力分别是f1和f2,关于f1和f2的大小和方向,下列说法正确的是( )
A.f1=G,方向竖直向上B.f1>G,方向竖直向上
C.f2=G,方向竖直向上D.f2
解析:杂技演员无论是匀速上攀还是匀速下滑,受到的摩擦力总是与重力相平衡,即与重力大小相等,方向相反,f1、f2的方向都向上,且f1=f2=G,A、C正确。
5.如图所示,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,小木块的运动状态与弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时,木块与桌面的接触面相同)则由下表分析可知,下列哪些选项是正确的是( )
实验次数小木块的运动状态弹簧测力计读数(N)
1静止0.4
2静止0.6
3直线加速0.7
4匀速直线0.5
5直线减速0.3
A.木块受到的最大摩擦力为0.7N
B.木块受到最大静摩擦力可能为0.6N
C.在这五次实验中,木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在这五次实验中,木块受到摩擦力大小各不相同
答案:BC
解析:第一和第二次实验都没有拉动木块,说明这两次的拉力大小均未超过最大静摩擦力,第三次实验时,木块做加速运动,说明拉力已经大于最大静摩擦力Fm,因此可知,最大静摩擦力范围0.6N≤Fm<0.7N,故A错B对。滑动摩擦力与运动情况无关,因此第三、四、五次的摩擦力大小相等,故C对D错。
二、非选择题
6.(文登市高一上学期期末)如图所示是武警战士用头将四块砖顶在墙上,苦练头功的照片。假设每块砖的质量均为m,砖与墙面、砖与头的动摩擦因数均为μ。要使砖恰好静止不动,则武警战士的头对砖施加的水平力为多大?(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,砖与砖之间不发生滑动。)
答案:2mgμ
解析:以四块砖为研究对象,进行受力分析砖恰好静止不动,则砖所受到的摩擦力刚好达到最大,
即f1=f2=μF
又f1+f2=4mg
联立上式可得F=2mgμ
即武警战士施加的水平力为F=2mgμ
7.(大连市2013~2014学年高一上学期期末)如图所示,质量为2kg的物体放在水平地板上,用一原长为8cm的轻质弹簧水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的长度为10.5cm,已知弹簧的劲度系数k=200N/m。求:
(1)物体所受的最大静摩擦力为多大?
(2)物体所受的滑动摩擦力为多大?
(3)物体与地板间的动摩擦因数是多少?(g均取10m/s2)
答案:(1)6N (2)5N (3)0.25
解析:(1)当物体刚开始被拉动时,弹簧的伸长量为Δx1=11cm-8cm=3cm,根据胡克定律可得:弹簧的弹力为:F1=kΔx=200N/m×0.03m=6N,此时物体所受的最大静摩擦力等于弹簧的弹力,即Ffmax=6N。
(2)当物体匀速滑动时,弹簧的伸长量为Δx2=10.5cm-8cm=2.5cm,根据胡克定律可得:弹簧的弹力为:F2=kΔx2=200N/m×0.025m=5N,此时物体所受的滑动摩擦力等于弹簧的弹力,即Ff=5N。
(3)由滑动摩擦力公式可得:Ff=μFN=μmg,求得μ=0.25。