1、十三 摩 擦 力【学考达标】(20 分钟 50 分)一、选择题(本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分)1下列图片中的人或物体没有利用摩擦力的是()【解析】选 B。使用传送带将货物送到高处，依靠传送带给货物的静摩擦力，故A 项不符合题意；乘客在竖直上升的电梯中，和电梯间没有相对运动和相对运动趋势，不满足摩擦力产生的条件，故 B 中没有利用摩擦力，B 项符合题意；运动员跑步，脚底相对地面有向后运动的趋势，因此地面给人向前的静摩擦力，故 C项不符合题意；杯子在重力的作用下，相对于手有竖直向下运动的趋势，手给杯子有竖直向上的静摩擦力，故 D 项不符合题意。2(2021温州高一检测)下列对我们
2、所学的几种性质的力理解正确的是()A物体的重力就是地球对物体的吸引力，它的方向总是垂直向下B弹力产生于两接触且发生形变的物体之间，弹力的方向总是与施力物体形变方向相同C滑动摩擦力一定产生于两个相对运动的物体之间，且方向一定与物体相对运动方向相反D摩擦力的作用效果就是阻碍物体的运动【解析】选 C。物体的重力是地球的吸引而使物体受到的力，是地球对物体的吸引力的一个分力，方向竖直向下；故 A 错误。弹力产生于两接触且发生形变的物体之间，弹力的方向总是与施力物体形变方向相反。故 B 错误。滑动摩擦力的产生条件是不光滑的两个物体相互挤压且发生相对运动，其摩擦力的方向一定与物体相对运动方向相反，故 C 正
3、确。摩擦力有滑动摩擦力和静摩擦力，摩擦力的作用效果总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势。故 D 错误。3.如图所示，把一重为 G 的物体用一个水平力 F 压在粗糙的竖直墙上，当 F 逐渐减小时，物体所受的摩擦力的变化情况是()A当物体静止时，静摩擦力减小B当物体静止时，静摩擦力增大C当物体向下滑动时，滑动摩擦力减小D当物体向下滑动时，滑动摩擦力不变【解析】选 C。当物体处于静止状态，即平衡状态时，物体在竖直方向上所受重力与摩擦力平衡，由于重力不变，所以静摩擦力也不变，始终等于重力，故 A、B项错误；当物体向下滑动时，物体受到向上的滑动摩擦力作用，根据滑动摩擦力公式：FfFN，而在水平方向上：F
4、FN，可知当 F 逐渐减小时，滑动摩擦力减小，故 C 项正确，D 项错误。4.如图所示，A 为长木板，在水平面上以速度 v1 开始向右运动，同时物块 B 在 A的上表面以速度 v2 开始向右运动，且 A、B 接触面粗糙。下列判断正确的是()A若 v1v2，A、B 之间为静摩擦力B若 v1v2，A 受到 B 所施加的向右的滑动摩擦力C若 v1v2，B 受到 A 所施加的向左的滑动摩擦力D若 v1v2，A、B 之间无滑动摩擦力【解析】选 C。若 v1v2，则 A、B 相对静止且无相对运动趋势，A、B 之间无摩擦力，故 A 项错误；若 v1v2，则 A 相对 B 向右运动，故 B 对 A 施加向左的
5、滑动摩擦力，故 B、D 项错误；若 v1v2，则 B 相对 A 向右运动，故 B 受到了 A 所施加的向左的滑动摩擦力，故 C 项正确。5物体 A 的质量为 1 kg，置于水平地面上，物体与地面的动摩擦因数为 0.2。从 t0 开始物体以一定初速度 v0 向右滑行的同时，受到一个水平向左的恒力 F1 N 的作用，则图中能反映物体受到的摩擦力 Ff 随时间变化的图像是(取向右为正方向，g10 m/s2)()【解析】选 A。物体首先受到滑动摩擦力，大小 Ffmg2 N，方向水平向左，做匀减速直线运动，当速度减为 0，物体处于静止状态，所受的摩擦力为静摩擦力，大小为 Ff1 N，方向水平向右，故 A
6、 项正确。6.(2021扬州高一检测)如图所示，a、b、c 为三个质量相同的长方形木块，叠放于水平桌面上。水平恒力 F 作用于木块 b，三个木块以共同速度 v 沿水平桌面匀速移动。则在运动过程中()Ab 对 a 的静摩擦力为F3Bb 对 a 的静摩擦力为 FCb 对 c 的静摩擦力为F3Db 对 c 的静摩擦力为 F【解析】选 D。以 a 为研究对象，分析得知 a 相对于 b 没有运动趋势，则 b 作用于 a 的静摩擦力为零，否则 a 所受合力不为零，不可能做匀速直线运动，故 A、B项错误；以 ab 整体为研究对象，整体水平方向受到拉力 F 和 c 对 b 的摩擦力，由于整体匀速直线运动，根据
7、平衡条件可知，c 对 b 的静摩擦力大小等于 F，方向与F 相反，则知 b 作用于 c 的静摩擦力为 F，故 C 项错误，D 项正确。二、计算题(14 分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要标明单位)7.如图所示，一块装有磁铁的黑板擦静止在竖直放置的磁性黑板上，设黑板擦与磁性黑板间的吸引力恒为 F，黑板擦与磁性黑板之间的动摩擦因数为，黑板擦的质量为 m，重力加速度为 g。求：(1)黑板擦静止在磁性黑板上时所受的摩擦力大小；(2)若给黑板擦施加一平行于黑板向上的力使它竖直向上运动，求黑板擦所受的摩擦力的大小和方向。【解析】(1)黑板擦静止在黑板上，由二力平衡可知 f1mg。(2)黑板擦
8、在外力的作用下向上运动，则所受的摩擦力方向向下，f2FN。在垂直于黑板的方向上 FNF所以：f2F方向竖直向下。答案：(1)mg(2)F 方向竖直向下【选考提升】(20 分钟 50 分)8.(8 分)(多选)如图所示，在粗糙的水平面上叠放着物体 A 和 B，A 和 B 间的接触面也是粗糙的，如果用水平拉力 F 施于 A，而 A、B 仍保持静止，则下面的说法中正确的是()A物体 A 与地面间的静摩擦力的大小等于 FB物体 A 与地面间的静摩擦力的大小等于零C物体 A 与 B 间的静摩擦力的大小等于 FD物体 A 与 B 间的静摩擦力的大小等于零【解析】选 A、D。以整体为研究对象，分析受力可知，
9、整体水平方向受到拉力 F和地对 A 的静摩擦力 fA，由平衡条件得到，fAF，故 A 项正确，B 项错误；以 B为研究对象，分析受力可知，B 相对于 A 没有相对运动趋势，B 不受静摩擦力，即物体 A 与 B 间的静摩擦力的大小等于零，故 C 项错误，D 项正确。9.(8 分)如图所示为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、砖与头间的动摩擦因数均为，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。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()Amg B2mgC3mgD4mg【解析】选 B。以四块砖为研究对象，进行受力分析，砖恰好静止不动，则砖所受到墙壁和头顶的摩擦
10、力的合力刚好达到最大且与其重力相等，即：f1f24mg，又 f1f2F 联立两式可得：F2mg，故 B 项正确。10(8 分)(多选)现代的激光打印机都是自动进纸的，其进纸原理如图所示，进纸槽里叠放有一叠白纸，每一张纸的质量为 m。进纸时滚轮以竖直向下的力压在第 1 张白纸上，并沿逆时针方向转动，确保第 1 张纸与第 2 张纸相对滑动。设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，滚轮与白纸之间的动摩擦因数为 1，白纸之间、白纸与纸槽底座之间的动摩擦因数均为 2，则()A.第 1 张白纸受到滚轮的摩擦力向左B最下面一张白纸受到纸槽底座的摩擦力向右C下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右D正常情况下单张白纸
11、依次打印必须满足 12【解析】选 C、D。第 1 张白纸相对于滚轮的运动趋势方向与滚轮的运动方向相反，则受到滚轮的静摩擦力与滚轮的运动方向相同，即受到滚轮的摩擦力向右，故 A 项错误；对除第 1 张白纸外进行研究，其他白纸均处于静止状态，水平方向受到第 1 张白纸的滑动摩擦力，方向与滚轮的运动方向相同，则根据平衡条件可知最下面 1 张白纸受到纸槽底座的摩擦力方向与滚轮的运动方向相反，即水平向左，故 B 项错误；根据题意，因上一张白纸相对下一张白纸要向右滑动，则上一张白纸受到下一张白纸的摩擦力一定向左，那么下一张白纸相对上一张白纸要向左滑动，因此下一张白纸受到上一张白纸的摩擦力一定向右，故 C
12、项正确；要想保证单张白纸依次打印，必须满足滚轮与白纸之间的摩擦力要大于白纸与白纸之间的摩擦力，则有 12，故 D 项正确。11(13 分)(2021嘉兴高一检测)如图所示，放在水平桌面上质量为 2 kg 的木块 A恰好处于静止状态，所挂砝码和托盘的总质量为 0.6 kg，弹簧测力计读数为 2 N，滑轮摩擦不计，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。(g 取 10 m/s2)求：(1)A 和桌面的最大静摩擦力为多少牛顿？(2)A 和桌面的动摩擦因数为多少？(3)若轻轻取走盘中的部分砝码，使砝码和托盘的总质量减少为 0.3 kg。则 A 相对于桌面是否发生滑动？此时 A 所受的摩擦力为多大？方向朝哪里？
13、【解析】(1)弹簧测力计读数为 F2 N，A 恰好处于静止状态，可知 A 受到的最大静摩擦力恰好等于 A受到的其他水平方向的外力，即 A 和桌面的最大静摩擦力为：Ffmm1gF0.610 N2 N4 N；(2)A 和桌面的动摩擦因数为：FfmMg 4210 0.2；(3)当将砝码和托盘的总质量减少到 0.3 kg 时，绳的拉力变为 F3 N，由于 FF3 N2 N1 NFfm，所以 A 仍静止不动，所受合力仍为零；弹簧测力计的示数不变，桌面对 A 的摩擦力变为 FfFF3 N2 N1 N，摩擦力变小但方向不变，仍然向左。答案：(1)4 N(2)0.2(3)不发生滑动 1 N 方向向左【补偿训练
14、】驯鹿雪橇是北极地区居民出行的古老方式，雪橇和人的总质量为 50 kg，驯鹿拉雪橇的力正好沿水平方向，在平坦的雪地上用 15 N 的水平拉力恰好可以拉着雪橇匀速前进。途中雪橇上增加了一质量为 70 kg 的人，驯鹿应该用多大的水平拉力拉雪橇才能在该雪地上匀速前进？(g 取 10 N/kg)【解析】雪橇和人在水平地面上做匀速直线运动，水平方向受到拉力与滑动摩擦力，则由平衡条件得，滑动摩擦力为：f1F115 N，雪橇对水平地面的压力为：FN1m1g5010 N500 N，则雪橇和地面间的滑动摩擦因数为：f1FN1 15500 0.03。当增加了一质量为 m270 kg 的人后，摩擦力为 f2FN2
15、0.03(5070)10 N36 N，由二力平衡，雪橇匀速前进，水平拉力 F2f236 N。答案：36 N12.(13 分)(创新应用题)如图所示，一本大字典置于桌面上，一张 A4 纸(质量和厚度均可忽略不计)夹在字典最深处。假设字典的质量分布均匀，同一页纸上的压力分布也均匀，字典总质量 M1.5 kg，宽 L16 cm，高 H6 cm，A4 纸上下表面与书页之间的动摩擦因数均为 1 0.3，字典与桌面之间的动摩擦因数为 2，各接触面的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，水平向右拉动 A4 纸，当 A4 纸夹在字典中离桌面的高度 h 为 2 cm 时，字典恰好能被拖动。重力加速度 g 取 10 m
16、/s2，求：(1)字典与桌面之间的动摩擦因数 2；(2)若将 A4 纸夹在字典最深处，且离桌面高度为 3 cm，用水平向右的拉力 F 将A4 纸从字典中匀速抽出，写出拉力 F 与 A4 纸位移 x 的函数表达式(在抽出 A4 纸的过程中，只有与 A4 纸上方重叠部分的字典才对 A4 纸有压力)。【解题指南】可按以下思路进行解题：(1)字典恰好能被拉动，A4 纸对字典的摩擦力 ff 桌(2)根据 fmg 即可求得摩擦力，然后再利用数学关系即可求解。【解析】(1)字典刚好被拖动，A4 纸对字典的摩擦力 ff 桌而 f 桌2Mgf21mgmHhHM代入数据得 20.4(2)A4 纸夹在离桌面的高度为 3 cm 处，高于 2 cm，所以字典拖不动，当 A4 纸抽出位移为 x 时，纸上方压力 FNMg（Lx）2L，此时 A4 纸受到的拉力大小 Ff121FN即 F1MgLxL答案：(1)0.4(2)F1MgLxL
