人教版高中物理必修一 摩擦力专题专练含答案.docx

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人教版高中物理必修一摩擦力专题专练含答案

人教版2019年高中物理必修一摩擦力专题专练(含答案)

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一、选择题(1~3题为单选题,4、5题为多选题)

1.关于摩擦力的下列说法中正确的是( D )

A.相互挤压的粗糙物体间一定产生摩擦力

B.只有静止的物体才可能受到静摩擦力,只有运动的物体才有可能受到滑动摩擦力

C.一个物体在另一个物体表面滑动时,一定受到摩擦力作用

D.摩擦力可以是阻力也可以是动力

解析:

相互挤压的粗糙物体间不一定产生摩擦力,只有相互挤压的粗糙物体间,存在相对运动或相对运动趋势时才有摩擦力,故A错误;只有相对静止的物体才可能受到静摩擦力,只有相对运动的物体才有可能受到滑动摩擦力,故B错误;一个物体在另一个物体表面滑动时,如果接触面粗糙,而又有弹力时才一定有摩擦力,故C错误;摩擦力可以是阻力也可以是动力,比如物体轻轻放在水平运动的传送带上受到的摩擦力就是动力,故D正确。

2.滑块A和B叠放在传送带上,A被细线连于墙上。

如果传送带逆时针旋转,滑块A和B都相对地面静止,则下列说法正确的是( D )

A.B受到的静摩擦力水平向左

B.A受到的静摩擦力水平向左

C.传送带的转速变成原来的两倍,A受到的滑动摩擦力也变成原来的两倍

D.无论传送带的转速是多少,B都不受摩擦力

解析:

物体B不受摩擦力,A错误,D正确;A受到传送带向左的滑动摩擦力,B错误;摩擦力与相对速度无关,只与动摩擦因数(粗糙程度)和正压力有关,C错误。

3.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( B )

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

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。

4.如图所示是幽默大师卓别林一个常用的艺术造型,他身子侧倾,依靠手杖的支持使身躯平衡,下列说法正确的是( BD )

A.水平地面对手杖没有摩擦力的作用

B.水平地面对卓别林有摩擦力的作用

C.水平地面对手杖的弹力方向沿杆向上

D.水平地面对卓别林的弹力方向竖直向上

解析:

假设地面光滑,手杖将在地面上向右滑动,所以手杖与地面间有相对运动趋势,地面对手杖有摩擦力作用,A错,B对。

水平地面对手杖的弹力垂直于水平面向上,C错。

水平地面对卓别林的弹力方向竖直向上,D对。

5.如图所示,消防战士正在沿绳进行爬绳练习,若消防战士用双手握住竖直的绳子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( AC )

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:

消防战士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。

二、非选择题

6.有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧。

如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码,砝码静止时,弹簧压缩量为2mm。

现用这支圆珠笔水平推一本放在桌面上质量为800g的书,当按钮压缩量为2.4mm(未超过弹簧的弹性限度)时,这本书恰好匀速运动。

(g取10m/s2)试求:

(1)笔内小弹簧的劲度系数;

(2)书与桌面间的动摩擦因数大小。

答案:

(1)1000N/m 

(2)0.3

解析:

(1)由于砝码处于静止,则kΔx=mg

所以有k=

N/m=1000N/m

(2)要使书恰好能匀速运动,则kΔx′=μmg

得μ=

=0.3

7.“强台风”是一个巨大的能量库,其风速都在17m/s以上,甚至在60m/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的在地面上滑动。

设某次台风登陆时的风力为9级,方向水平风速大小可达到22m/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164N。

假设这个人重60kg,台风来临时人站立在水平地面上,人与地面间的滑动摩擦系数为0.26。

试通过计算分析:

(g=10N/kg)

(1)当风速达到22m/s时,人能不能被吹动?

(2)当风速达到15m/s时,吹在人身上的水平风力达到76N,站在地上的人受的摩擦力多大?

(3)当风速达以25m/s时,吹在人身上的水平风力达到212N,站在地面的人受的摩擦力多大?

答案:

(1)能被吹动 

(2)76N (3)156N

解析:

(1)人和地面之间的压力为N=mg=600N

人和地面之间的最大摩擦力为f=μN=156N

因为F>f,所以人能被吹走,

(2)当风力F1=76N时,由于F1

所以人不能被吹动,人受到地面给他的力是静摩擦力

其大小为f1=F1=76N

(3)当风力F2=212N时,由于F2>f

所以人能被吹动,人受到地面给他的摩擦力为滑动摩擦力其大小为f2=f

摩擦力大小为f2=f=μN=156N

能力提升

一、选择题(1、2题为单选题,3~5题为多选题)

1.下列各图中物体A和B始终保持相对静止,关于物体A是否受摩擦力作用及物体A受的摩擦力方向,下列说法正确的是( C )

A.甲图中物体A受到向左的摩擦力

B.乙图中物体A不受摩擦力

C.丙图中物体A不受摩擦力

D.丁图中物体A受到向右的摩擦力

解析:

甲图所示情况,物体A处于静止状态,假设物体A受静摩擦力作用,根据二力平衡可知,物体A的平衡状态被破坏,因此假设是错误的,故在甲图情况下物体A不受摩擦力作用。

乙图所示情况,物体A也处于平衡状态,由于物体A受向右的力F的作用,由二力平衡可知,物体A一定受向左的静摩擦力作用。

丙图所示情况,用力F拉水平地面上的物体B,物体B及其上面的物体A保持相对静止做匀速直线运动,假设物体A受静摩擦力作用,根据二力平衡可知,物体A的平衡条件被破坏,因此假设是错误的,故在丙图情况下物体A不受摩擦力作用。

丁图所示情况,由于物体A做匀速直线运动,说明物体A在水平方向上受力平衡,根据二力平衡可知,物体A在水平方向上一定受到静摩擦力的作用与F相平衡,静摩擦力的方向与运动方向相反。

综上所述选项C正确。

2.为了测定木块和竖直墙壁之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验:

用一根弹簧将木块压在墙上,同时在木块下方有一个拉力F2作用,使木块恰好匀速向下运动,如图所示。

现分别测出了弹簧的弹力F1、拉力F2和木块的重力G,则动摩擦因数μ应等于( A )

A.

B.

C.

D.

解析:

木块恰好匀速向下运动,说明木块受力平衡,则有;f=G+F2 f=μF1 解得:

μ=

,故选A。

3.如图所示,照片中的这位男士骑着一辆搞笑的另类自行车,在骑车人用力蹬车前进的过程中,车轮上黑白两色的鞋子与地面接触,它们会受到地面的摩擦力,关于地面对鞋子施加的摩擦力的方向,下面判断正确的是( BC )

A.前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向前

B.前轮黑色的鞋子受到的摩擦力方向向后

C.后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向前

D.后轮白色的鞋子受到的摩擦力方向向后

解析:

自行车前轮为从动轮,后轮为主动轮,假设后轮不受摩擦力,则后轮一直转动,但不会向前运动,实际上后轮是向前运动的,所以它必受方向向前的摩擦力;同时,可判知前轮所受摩擦力向后,故正确答案为B、C。

4.物体b在力F作用下将物体a压向光滑的竖直墙壁,如图所示,a处于静止状态,则关于a受的摩擦力的下列说法中不正确的是( ACD )

A.a受的摩擦力有两个

B.a受的摩擦力大小不随F变化

C.a受的摩擦力大小随F的增大而增大

D.a受的摩擦力方向始终竖直向下

解析:

对于a,由于墙壁光滑,只受到b对a的摩擦力,b对a的摩擦力等于a的重力,方向竖直向上,F增大,摩擦力大小不变,始终等于a的重力,故B正确,A、C、D错误,本题选错误的,故选A、C、D。

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( BC )

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

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.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:

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=

即武警战士施加的水平力为F=

7.如图(a)所示,A物体放在水平面上,动摩擦因数为0.2,物体重10N,设物体A与水平面间的最大静摩擦力为2.5N,若对A施加一个由零均匀增大到6N的水平推力F,请在图(b)中画出A所受的摩擦力FA随水平推力F变化的图线。

答案:

如图所示

解析:

水平推力F≤2.5N之前,物体未动,物体受静摩擦力FA=F。

当F>2.5N后,FA变成滑动摩擦力,其大小为FA=μFN=μG=0.2×10N=2N。

第三章 3

1.如图所示,水平地面上堆放着原木,关于原木P在支撑点M、N处受力的方向,下列说法正确的是( A )

A.M处受到的支持力竖直向上

B.N处受到的支持力竖直向上

C.M处受到的静摩擦力沿MN方向

D.N处受到的静摩擦力沿水平方向

解析:

本题考查弹力和摩擦力的方向。

解题关键要明确,弹力方向垂直于接触面,摩擦力方向沿接触面,M点受到的支持力方向竖直向上,受到的静摩擦力方向沿水平面,A对C错。

N点受到支持力方向垂直MN方向,静摩擦力方向沿MN方向,B、D正确。

2.如图所示为研究木板与木块之间摩擦力大小的实验装置,将一木块和木板叠放于水平桌面上,轻质弹簧测力计一端固定,另一端用细线与木块水平相连。

现在用绳索与长木板连接,用手向右水平拉绳索,使长木板在桌面上滑动,下列说法中正确的是( D )

A.木块与木板之间的摩擦力是静摩擦力

B.木板必须在桌面上做匀速直线运动

C.木板必须在桌面上做匀加速直线运动

D.木板运动过程中,弹簧秤示数保持不变

解析:

木块与木板之间存在滑动摩擦力,其大小F=μG木与其运动状态无关,故选D。

3.如图所示,有一重力不计的方形容器,被水平力F压在竖直的墙面上处于静止状态,现缓慢地向容器内注水,直到将容器刚好盛满为止,在此过程中容器始终保持静止,则下列说法中正确的是( BC )

A.容器受到的摩擦力不变

B.容器受到的摩擦力逐渐增大

C.水平力F可能不变

D.水平力F必须逐渐增大

解析:

容器处于平衡状态,在竖直方向上重力与摩擦力平衡,盛满水前墙面对容器的静摩擦力一直增大,如果一直没有达到正压力F作用下的最大静摩擦力,则水平力F可能不变,选项B、C正确。

4.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来,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( C )

A.2μmgB.4μmg

C.5μmgD.

μmg

解析:

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·

+μ·2

+μ·3

+μ·4

=5μmg,故选C。

 

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