高考模拟理综物理选编摩擦力解析版.docx
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高考模拟理综物理选编摩擦力解析版
乐陵一中摩擦力
一、单选题（本大题共5小题，共30分）
1.
如图所示是我国一种传统的民族体育项目“押加”，实际上相当于两个人拔河，如果绳质量不计，且保持水平，甲、乙两人在“押加”比赛中甲获胜，则下列说法中正确的是（ ）
A.甲对乙的拉力始终大于乙对甲的拉力
B.甲把乙加速拉过去时，甲对乙的拉力大于乙对甲的拉力
C.只有当甲把乙匀速拉过去时，甲对乙的拉力大小才等于乙对甲的拉力大小
D.甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力
（@2018物理备课组整理）D
（物理备课组一组指导）解：
ABC、甲拉乙的力与乙拉甲的力是一对作用力与反作用力，大小始终相等，与运动状态无关，故ABC错误；
D、即不管哪个获胜，甲对乙的拉力大小始终等于乙对甲的拉力大小，只是当地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力，甲才能获胜，故D正确；
故选：
D
“押加”比赛中两队对绳子的拉力等大反向，之所以甲获胜，原因是地面对甲的摩擦力大于地面对乙的摩擦力．
由此题的知识我们可以知道，在拔河比赛中要挑选一些体重大的同学，以增加与地面之间的最大静摩擦力．
2.
如图所示，质量为1kg的物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2，从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右滑行，同时受到一个水平向左的恒力F=1N的作用，取g=10m/s2，向右为正方向，该物体受到的摩擦力f随时间变化的图象是（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）（ ）
A.
B.
C.
D.
（@2018物理备课组整理）A
（物理备课组一组指导）解：
从t=0开始以初速度v0沿水平地面向右做匀减速运动，受到的滑动摩擦力大小为f=μmg=0.2×1×10N=2N，方向向左，为负值．
当物体的速度减到零时，物体所受的最大静摩擦力为fm=μmg=2N＞1N，则F＜fm，所以物体不能被拉动而处于静止状态，受到静摩擦力作用，其大小为f=F=1N，方向向右，为正值，根据数学知识得知，A图象正确．
故选：
A．
先分析物体的运动情况：
物体先向右做匀减速运动，当速度减到零时，根据恒力F与最大静摩擦力的关系，分析物体的状态，再研究摩擦力．
对于摩擦力，要根据物体的受力情况分析物体的状态，判断物体受到的是静摩擦力还是滑动摩擦力，滑动摩擦力可以根据公式求解，而静摩擦力由平衡条件求解．
3.如图，A、B两物体叠放在一起，静放在水平地面上，在水平拉力F的作用下，两者相对静止一起向右做匀加速直线运动，则下列说法正确的是（ ）
A.A对B的摩擦力对B做负功B.B对A的摩擦力对A不做功
C.B对A的摩擦力对A做负功D.B对A的支持力对A做正功
（@2018物理备课组整理）A
（物理备课组一组指导）【分析】
根据牛顿第二定律得出AB间摩擦力的方向，通过摩擦力方向和速度方向关系判断做正功还是负功；再根据支持力与速度方向关系判断支持力是否做功。
解决本题的关键会根据力的方向与速度方向的关系，判断做正功还是负功。
当力的方向与运动方向相同，做正功，当力的方向与运动方向相反，做负功，当力的方向与运动方向垂直，不做功。
【解答】
ABC、先对整体分析可知，整体的加速度方向向右，对A物体运用牛顿第二定律，知A所受摩擦力方向水平向右，所以B对A的摩擦力对A做正功，A对B的摩擦力与运动方向相反，故A对；B的摩擦力对B做负功，故A正确，BC错误；
D、B对A支持力的方向与运动方向垂直，所以支持力不做功，故D错误；
故选A。
4.
如图所示，物体C放在水平面上，物体B放在C上，小球A和B之间通过跨过定滑轮的细线相连．若B上的线竖直、两滑轮间的线水平，且不计滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦、滑轮与线间的摩擦．把A拉到某位置（低于滑轮）由静止释放使A在竖直平面内摆动，在A摆动的过程中B、C始终不动．下列说法中正确的是．（ ）
A.C对地面的压力有时可以等于B、C重力之和
B.B所受摩擦力有时有可能为零
C.C一直受到水平面施加的向右的摩擦力
D.B所受摩擦力始终不可能为零，摩擦力方向时而沿斜面向上时而沿斜面向下
（@2018物理备课组整理）B
（物理备课组一组指导）解：
A、因A受力平衡，故绳子对B有向上的拉力，C对地面的压力一定小于BC的重力之和；故A错误；
B、小球A在最低点时，绳子的拉力和重力提供向心力，当绳子的拉力正好等于B的重力时，BC之间没有弹力，此时BC间摩擦力等于零，对C进行受力分析可知，C所示重力和地面的支持力平衡，不受摩擦力，故AC错误，B正确；D错误；
故选：
B．
A在竖直平面内摆动，做圆周运动，重力和绳子的拉力的合力提供向心力，而BC处于静止状态，受力平衡，选择适当的物体或系统进行受力分析即可求解．
本题解题的关键是受力分析，要求同学们能正确选择研究对象进行受力分析，知道A在竖直平面内摆动，做圆周运动，重力和绳子的拉力的合力提供向心力，绳子的拉力不可能等于零，难度适中．
5.
如图所示，质量为M的斜劈形物体放在水平地面上，质量为m的粗糙物块以某一初速度沿劈的粗糙斜面向上滑，至速度为零后又加速返回，而物体M始终保持静止，则在物块m上、下滑动的整个过程中（ ）
A.地面对物体M的摩擦力大小相同
B.地面对物体M的支持力总小于（M+m）g
C.地面对物体M的摩擦力先向右后向左
D.地面对物体M的摩擦力先向左后向右
（@2018物理备课组整理）B
（物理备课组一组指导）解：
ACD、物体先减速上滑，后加速下滑，加速度一直沿斜面向下，对整体受力分析，受到总重力、支持力和向左的静摩擦力，根据牛顿第二定律，有
在x轴上受力分析：
f=macosθ…①
在y轴上受力分析：
（M+m）g-N=（M+m）asinθ…②
物体上滑时，受力如图，根据牛顿第二定律，有
mgcosθ+μmgsinθ=ma1…③
物体下滑时，受力如图，根据牛顿第二定律，有
mgcosθ-μmgsinθ=ma2…④
由上分析可知，地面对斜面体的静摩擦力方向一直未变，向左，但大小不同，故ACD错误；
B、由②式，地面对物体M的支持力总小于（M+m）g，故B正确；
故选：
B．
对物体m受力分析，根据牛顿第二定律判断加速度变化情况；对M与m整体受力分析，根据牛顿第二定律列式分析地面支持力和摩擦力变化情况．
本题关键是对整体受力分析后根据牛顿第二定律列式求解出支持力和静摩擦力的表达式后进行分析讨论；整体法不仅适用与相对静止的物体系统，同样也适用与有相对运动的物体之间．
二、多选题（本大题共4小题，共24分全部选对得6分，选对当不全的得3分，有选错的得0分。
）
6.
如图所示，物体m原以加速度a沿斜面匀加速下滑，斜面体不动，现在物体上方施一竖直向下的恒力F，则下列说法正确的是（ ）
A.物体m受到的摩擦力变大
B.物体m下滑的加速度变大
C.物体m下滑时斜面和地面的摩擦力变大
D.物体m下滑时斜面和地面的摩擦力为零
（@2018物理备课组整理）ABC
（物理备课组一组指导）解：
AB、物体原来以加速度a匀加速下滑，则根据牛顿第二定律有：
mgsinθ-μmgcosθ=ma，摩擦力f=μmgcosθ…①
解得，a=g（sinθ-μcosθ）…②
施加竖直向下恒力F后，则有：
摩擦力f′=μ（mgcosθ+Fcosθ）=μ（mg+F）cosθ…③
（mg+F）sinθ-μ（mg+F）cosθ=ma′
a′=（g+
）（sinθ-μcosθ）…④
可见，物体m受到的摩擦力增大，下滑的加速度增大，故A正确，B正确；
CD、对m和M整体，在水平方向，根据牛顿第二定律，有：
f′=max，由于小物体的加速度变大，故其加速度的水平分量也变大，故物体m下滑时斜面和地面的摩擦力变大，故C正确，D错误；
故选：
ABC
先隔离小物体，根据牛顿第二定律和滑动摩擦力公式，分别研究加恒力F前后物体所受的摩擦力大小和加速度大小，再进行比较．
再对斜面体和小物体整体根据牛顿第二定律列式分析．
本题是牛顿第二定律和摩擦力公式的应用，属于已知受力情况分析运动情况的类型，分析受力是基础，同时要结合整体法和隔离法分析．
7.
如下图甲所示，A、B两物体叠放在光滑水平面上，对物体B施加一水平变力F，F-t关系如图乙所示，可物体在变力作用下由静止开始运动且始终保持相对静止，则下列说法正确的是（ ）
A.t0时刻，两物体之间的摩擦力最小
B.t0时刻，物体的速度最小
C.0-t0时间内，两物体之间的摩擦力逐渐增大
D.0-2t0时间内，物体A所受的摩擦力方向始终与变力F的方向相同
（@2018物理备课组整理）AD
（物理备课组一组指导）解：
AC、对AB整体分析可知，整体水平方向只受变化的推力作用；由图象可知，合外力先向右减小，然后再向左增大；则由牛顿第二定律可知，整体的加速度先减小再增大；
再对A分析可知A水平方向只受摩擦力；则由牛顿第二定律可知，摩擦力应先减小后增大；t0时刻摩擦力最小；故A正确，C错误；
B、因0-t0时间内物体一直做加速运动，故速度一直增加，t0时刻，物体的速度最大；故B错误；
D、因两物体一直相对静止，故在运动中加速度相同，而A由摩擦力提供加速度，整体由F提供，故A受到的摩擦力一直与F同向，故D正确；
故选AD．
先对整体受力分析可知整体的运动状态的变化；再对A分析可知AB间摩擦力的变化；由运动学公式可知速度的变化．
本题为连接体问题，此类问题的处理方法一般要先整体再隔离，分别对整体和部分受力分析是解决问题的关键．
8.如图所示，物体A和B相对静止，以共同的速度沿斜面匀速下滑，则（ ）
A.AB间无摩擦力的作用
B.B受到滑动摩擦力的大小为（mA+mB）gsinθ
C.B受到静摩擦力的大小为mAgsinθ
D.A物体受到的合力沿斜面向下
（@2018物理备课组整理）BC
（物理备课组一组指导）
解：
B、对AB整体受力分析，如图
由共点力平衡条件可得：
f=（mA+mB）gsinθ
N=（mA+mB）gcosθ
滑动摩擦力为：
f=μN
由以上三式可以解得：
μ=tanθ
整体受到的摩擦力就是B受到的滑动摩擦力，故B正确；
A、C、再对A物体受力分析，如图，由共点力平衡条件可得：
fA=mAgsinθ
NA=mAgcosθ
故A选项错误，C选项正确；
D、匀速下滑，A物体受合力为零，故D错误；
故选：
BC．
本题应该可以先对AB整体分析求出整体与斜面间的作用力，再对A分析可求出AB之间的作用力．
对连接体问题，经常用到整体法和隔离法，如果没有摩擦，AB两物体会一起加速下滑，而题中物体一起匀速下滑，一定有摩擦．
9.
如图所示，水平桌面上平放着一副扑克牌，总共54张，每一张牌的质量都相等，牌与牌之间的动摩擦因数以及最下面一张牌与桌面之间的动摩擦因数也都相等．用手指以竖直向下的力按压第一张牌，并以一定的速度水平移动手指，将第一张牌从牌摞中水平移出（牌与手指之间无滑动）．设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（ ）
A.第1张牌受到手指的摩擦力方向与手指的运动方向相反
B.从第2张牌到第54张牌之间的牌不可能发生相对滑动
C.从第2张牌到第54张牌之间的牌可能发生相对滑动
D.第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反
（@2018物理备课组整理）BD
（物理备课组一组指导）解：
A、第1张牌相对于手指的运动趋势方向与手指的运动方向相反，则受到手指的静摩擦力与手指的运动方向相同．故A错误．
BC、设每张的质量为m，动摩擦因数为μ．对第2张分析，它对第3张牌的压力等于上面两张牌的重力，最大静摩擦力Fm＞μ•2mg=2μmg，而受到的第1张牌的滑动摩擦力为f=μmg＜Fm，则第2张牌与第3张牌之间不发生相对滑动．同理，第3张到第54张牌也不发生相对滑动．故B正确，C错误．
D、对53张牌（除第1张牌外）研究，处于静止状态，水平方向受到第1张牌的滑动摩擦力，方向与手指的运动方向相同，则根据平衡条件可知：
第54张牌受到桌面的摩擦力方向与手指的运动方向相反．故D正确．
故选：
BD．
第1张牌受到手指的摩擦力是静摩擦力，方向与相对运动趋势方向相反．第2张牌受到第一张牌的滑动摩擦力，小于它受到的最大静摩擦力，与第3张牌之间不发生相对滑动．而第3张到第54张牌的最大静摩擦力更大，更不能发生相对滑动．对53张牌（除第1张牌外）研究，分析摩擦力的方向．
本题考查对摩擦力理解和判断能力．本题是实际问题，要应用物理基本知识进行分析，同时要灵活选择研究对象．
三、填空题（本大题共1小题，共5分）
10.
如图所示，放在水平地面上质量均为1kg的两个小物体A、B相距8m，它们与水平地面的动摩擦因数均为μ=0.2，现使它们分别以初速度vA=6m/s和vB=2m/s同时相向运动，直到它们相遇时，两物体克服摩擦力的总功是______J，经历的时间是______s．（重力加速度g取10m/s2）．
（@2018物理备课组整理）16；1.6
（物理备课组一组指导）解：
对物体A受力分析，均受到重力、支持力和滑动摩擦力，根据牛顿第二定律，有：
-μmg=ma，故加速度为：
a1=-μg=-2m/s2；
同理物体B的加速度为：
a2=-μg=-2m/s2；
B物体初速度较小，首先停止运动，故其停止运动的时间为：
t1=
=
s=1s；
该段时间内物体A的位移为：
xA1=vAt1+
a1t12=6×1-
×2×1=5m
物体B的位移为：
xB=vBt1+
a2t12=2×1-1=1m
故此时开始，物体B不动，物体A继续做匀减速运动，直到相遇；
即在离A物体xA=8-1=7m处相遇，
1s末A的速度为：
vA1=vA+a1t1=6-2=4m/s
物体A继续做匀减速运动过程，有：
xA2=vA1t2+
a2t22=2m；
解得：
t2=2+
（舍去）；或t2=2-
≈0.6s
故从出发到相遇的总时间为：
t=t1+t2=1.6s；
克服摩擦力所做的功W=μmgxB+μmgxA=0.2×10×8=16J；
故答案为：
16；1.6．
先根据牛顿第二定律求出两个物体的加速度，然后计算出物体B停止运动的时间，得出A、B的位置，最后再求出接下来的运动时间．再由功的计算公式求出物体克服摩擦力所做的功．
本题关键是边计算边分析确定两物体的运动情况，多次根据运动学公式列式求解；同时要注意字母较多，要注意字母的含义；并能明确所对应的物理过程及所对应的物体．
四、实验题探究题（本大题共2小题，共18.0分）
11.某同学在学习了滑动摩擦力之后，想通过实验测量接触面材料为“木—木”间的动摩擦因数。
他设计了两种实验方案：
方案一：
木板水平固定，通过弹簧秤水平拉动木块，如图甲所示；
方案二：
木块与弹簧秤相连，弹簧秤水平固定，通过细绳水平拉动木板，如图乙所示。
（1）上述两种方案中，你认为更合理、更易于操作的是____________（选填“方案一”或“方案二”）
（2）在一次实验中，弹簧秤示数如图丙所示，则木块受到的滑动摩擦力的大小为________N。
利用现有器材，还需要测量的物理量是_________
（@2018物理备课组整理）
（1） 方案二
（2）2.10 木块的重力
（物理备课组一组指导）【分析】
（1）方案一中我们是根据拉力与摩擦力是一对平衡力的原理，才通过测力计读出摩擦力大小的，因此，在操作时要保持物体做匀速直线运动，这也是实验操作中较难保持的地方，方案二的改进则很好地解决了这一问题；
（2）弹簧测力计拉动物体时，木块静止，滑动摩擦力大小等于弹簧测力计的示数，根据
确定需要测量的物理量。
此题是通过实验测量接触面间的动摩擦因数，主要考查了对二力平衡条件的应用及弹簧秤读数。
【解答】
（1） 方案一操作需要匀速拉动木块，难以控制，且要读运动中的弹簧测力计的读数；方案二操作只要使木板运动即可，不必限定匀速运动，且弹簧测力计不动容易读数；
（2）弹簧测力计的每一个大格代表1N，分度值0.1N，图丙中弹簧测力计的示数为2.10N，
根据f=μFN得，
，知需要测量的物理量为木块的重力。
故答案为：
（1） 方案二
（2）2.10 木块的重力。
12.请对下列实验探究与活动进行判断，说法正确的题后括号内填“正确”，错误的填“错误”．
（1）如图甲所示，在“研究滑动摩擦力的大小”的实验探究中，必须将长木板匀速拉出______
（2）如图乙所示的实验探究中，只能得到平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动，而不能得出水平方向的运动是匀速直线运动______
（3）如图丙所示，在“研究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系”的实验探究中，采取的主要物理方法是理想实验法______
（4）如图丁所示的实验探究中，正极板与静电计外壳是连通并接地的．______．
（@2018物理备课组整理）错误；正确；错误；错误
（物理备课组一组指导）解：
（1）在该实验探究中，只要将长木板拉出即可，因为滑动摩擦力与木板的运动状态无关；故
（1）错误；
（2）用小锤击打弹性金属片后，绿球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，红球同时开始做自由落体运动，运动时间相同，则两球同时落地．
高度相等，由t=
可知平抛运动的时间相等．所以在证明竖直方向上的运动，但无法证明水平方向上的运动为匀速运动，故
（2）正确；
（3）在实验探究中，采用的主要物理方法是控制变量法；故（3）错误；
（4）如图所示的实验探究中，正极板与静电计上的小球连通，与外壳是不相连的，故（4）错误；
故答案为：
（1）错误；
（2）正确； （3）错误； （4）错误．
（1）在该实验探究中，只要将长木板拉出即可；
（2）用小锤击打弹性金属片后，小球做平抛运动，竖直方向的分运动是自由落体运动，而另一小球同时开始做自由落体运动，同时落地．高度相等，平抛运动的时间相等，打击速度不同，平抛的水平位移不同；
（3）明确实验原理，知道采用的主要物理方法是控制变量法；
（4）根据电容器的分析可明确电容与静电计的连接方法．
本实验考查探究摩擦力的实验、运用对比法研究平抛运动的规律、以及电容器的性质，要注意重点明确平抛运动的实验说明平抛运动竖直方向的分运动是自由落体运动，水平方向为自由落体，但要注意它们是否能从本实验中分析得出．
五、计算题（本大题共4小题，共48分）
13.如图所示，质量为m=2kg的物体放在粗糙的水平地面上，与地面间的动摩擦因数μ=0.2，在大小为F=10N、方向与水平面成37°斜向下的力作用下由静止开始向右做匀加速直线运动。
（sin37°=0.6，cos37°=0.8，
）求：
（1）物体受到的滑动摩擦力的大小Ff；
（2）5s内物体的位移的大小x。
（@2018物理备课组整理）解：
（1）物体受力如图所示，
据牛顿第二定律有：
竖直方向上：
N-mg-Fsinα=0，
又 f=μN，
解得：
f=5.2N；
（2）由牛顿第二定律：
，
解得：
，
由位移公式得：
。
（物理备课组一组指导）本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合运用，知道加速度是联系力学和运动学的桥梁。
（1）对物体受力分析，由滑动摩擦力的公式求解即可；
（2）根据牛顿第二定律求出在F作用下的加速度，根据位移时间公式求出匀加速运动的位移。
14.如图所示，在海滨游乐场里有一种滑沙游戏，人坐在滑板上从倾角θ=37º的斜坡上由静止开始下滑，经过斜坡底端沿水平滑道再滑行一段距离停下。
已知滑板与斜面和水平滑道间的动摩擦因数均为μ＝0.3。
若某人和滑板的总质量m＝60kg，滑行过程中空气阻力忽略不计，g＝10m/s2。
（sin37º=0.6，cos37º=0.8）
（1）求人从斜坡滑下时加速度的大小；
（2）若水平滑道的最大长度为L=20m，为保证安全，则人在斜坡上滑下的高度应不超过多少。
（@2018物理备课组整理）解：
（1）对人和滑板受力分析如图所示，
根据牛顿运动定律：
，
，
，
代入数据解得：
a=3.6m/s2。
（2）根据动能定理：
，
解得h=10m，
为保证安全，则人在斜坡上滑下的高度应不超过h=10m。
（物理备课组一组指导）本题主要考查了受力分析、牛顿第二定律和动能定理的应用。
（1）把人和滑板看成整体，对其进行受力分析，运用牛顿第二定律求解加速度；
（2）从人和滑板在斜面上开始运动到人和滑板停止运动的过程中，根据动能定理求解人在斜坡上滑下的最大高度。
15.如图所示，长L=8m，质量M=3kg的薄木板静止放在光滑水平面上，质量m=1kg的小物体放在木板的右端，现对木块施加一水平向右的拉力F，取g=10m/s2，求：
（1）若薄木板上表面光滑，欲使薄木板以2m/s2的加速度向右运动，需对木板施加多大的水平拉力；
（2）若木板上表面粗糙，小物体与薄木板间的动摩擦因数为0.3，当小物体与薄木板发生相对滑动时，求小物块加速度的大小和方向；
（3）若木板上表面粗糙，小物块与薄木板间的动摩擦因数为0.3，若拉力F=15N，小物块所能获得的最大速度。
（@2018物理备课组整理）解：
（1）薄木板上表面光滑，木板受到的合外力为拉力，
由牛顿第二定律得：
F=Ma=3×2=6N，
则拉力大小为6N；
（2）当木块相对于木板滑动时，
对木块由牛顿第二定律得：
，
解得：
，方向水平向右；
（3）小物块相对于木板恰好滑动时，由牛顿第二定律得：
拉力：
，
拉力F=15N＞F0，小物块相对于木块滑动，
对木板，由牛顿第二定律得：
，
解得：
， ,
木块位移：
，
木板位移：
，
木块从木板上滑下时有：
，
此时木块的速度：
，
解得：
，
则木块获得的最大速度为12m/s。
（物理备课组一组指导）本题考查了牛顿第二定律的应用，分析清楚物体运动过程、应用牛顿第二定律即可正确解题，求出木块相对于木板滑动的临界拉力是正确解题的前提与关键，这也是本题的易错点。
（1）对木板由牛顿第二定律可以求出加速度；
（2）求出木块与木板间相对运动时的临界拉力，然后根据拉力与临界拉力的大小关系分析答题；
（3）对物块受力分析，由牛顿第二定律求出加速度，然后由运动学公式求出物块的最大速度。
16.已知水平地面上的木箱质量为20kg，用大小为100N的水平力推木箱，恰好能使木箱匀速前进。
若用同样大小的力与水平方向成37°角斜向上拉木箱，如图所示，使木箱由静止开始运动，（取g＝10m/s2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8），求：
（1）木箱和地面间的动摩擦因数的大小；
（2）木箱加速度的大小；
（3）木箱在最初2s时间内发生的位移大小。
（@2018物理备课组整理）解：
（1）因为木箱在水平地面匀速前进，根据力的平衡可知，
木箱与地面间的滑动摩擦力：
f=F=100N，
木
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