2021年新课标版物理必修一-双基限时练15-相互作用.docx

双基限时练(十五)　习题课(二)
1．关于动摩擦因数(即滑动摩擦力和弹力的比值)，下列说法中正确的是(　　)
A．动摩擦因数与正压力成正比
B．相同的条件下，接触面积越大，动摩擦因数越大
C．动摩擦因数只与接触面的粗糙程度、相互接触的物体的材料有关
D．动摩擦因数与正压力、接触面积有关，但具体关系不能确定
解析　动摩擦因数与接触面的状况有关，如接触面的粗糙程度、两接触面的材料等，与接触面的面积大小、压力大小均无关，故C对，A、B、D都错．
答案　C
2．如下图所示，下列关于它们的接触面间有无摩擦力的推断中错误的是(　　)

①

②

③

④
A．图①中木块A与木板接触，但木块A与木板没有相对运动趋势，因此木板对木块A没有静摩擦力
B．图②中木块A与木块接触，A在重力作用下沿木板向下运动，因此木板对A有向上的滑动摩擦力
C．图③中木块A与木板接触，A由于受重力作用，有沿木板向下滑的趋势，因此木板对木块A有静摩擦力
D．图④中木块A与木板接触，A沿木板向下匀速滑动，与木板有相对运动，因此木板对A有沿着斜面对上的滑动摩擦力
解析　图②中物块A与木板间无挤压，故没有摩擦力．
答案　B
3．如图所示，甲、乙、丙三个物体，质量相同，与地面间的动摩擦因数相同，受到三个大小相同的作用力F，它们受到的摩擦力的大小关系是(　　)

A．三者相同
B．乙最大
C．丙最大
D．已知条件不够，无法比较
解析　确定摩擦力的大小时，首先必需区分出是静摩擦力还是滑动摩擦力，由于这两种摩擦力的大小确定方法不一样．由题意知三个物体对地面的正压力的大小关系为FN乙>FN丙>FN甲，所以滑动摩擦力的大小关系为Ff乙>Ff丙>Ff甲．但最为关键的一点，三物体各处于怎样的运动状态未给出，所以正确选项应为D.
答案　D
4．(多选题)卡车上放一木箱，车在水平路面上运动时，以下说法中正确的是(　　)
A．车启动时，木箱给卡车的摩擦力向后
B．车匀速直线运动时，车给木箱的摩擦力向前
C．车匀速直线运动时，车给木箱的摩擦力为零
D．车突然制动时，木箱获得向前的摩擦力，使木箱向前滑动
解析　车启动时，卡车相对木箱有向前运动的趋势，木箱给卡车的摩擦力向后，A正确；车匀速直线运动时，木箱没有相对卡车的运动趋势，木箱不受摩擦力作用，B错误，C正确；车突然制动时，木箱相对卡车有向前的运动趋势，木箱受到向后的摩擦力作用，D错误．
答案　AC

5．(多选题)如图所示，放在斜面上的物块M，在沿斜面对上的推力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的摩擦力(　　)
A．方向可能沿斜面对上
B．方向可能沿斜面对下
C．大小可能等于F
D．大小可能等于0
解析　由于物体处于静止状态，沿斜面方向所受的合力为零，而静摩擦力的大小随物体受力状况变化而变化，静摩擦力的方向可能沿斜面对下，也可能沿斜面对上，也可能恰好为零．
答案　ABCD
6．一物块m在水平力拉动下，沿静止的水平传送带由A端运动到B端，如下图①所示，这时所受摩擦力为F1；现开动机械让传送带逆时针匀速转动，再次将同样的物块m由传送带的左端匀速拉动到右端，这时所受摩擦力大小为F2，如下图乙所示．则F1、F2的大小关系满足(　　)

①

②
A．F1＝F2 B．F1<F2
C．F1>F2 D．上述三种状况都有可能
解析　两种情景下，物块与传送带之间均为滑动摩擦力，只是相对速度不同而已；由滑动摩擦力的计算公式F＝μFN可知，滑动摩擦力的大小与相对速度的大小无关，故选A.
答案　A

7．(多选题)用手握住一个油瓶，使瓶在竖直方向保持静止，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．油瓶受到的静摩擦力等于其重力
B．手握得越紧，油瓶受到的摩擦力越大
C．油瓶重力不变，则受到的摩擦力肯定
D．油瓶受到的摩擦力与手对它的压力成正比
解析　油瓶受到的摩擦力为静摩擦力，可用二力平衡学问求解，油瓶在竖直方向上受到重力和静摩擦力的作用，是一对平衡力，故摩擦力应与重力等大反向，故A、C正确，B、D错误．
答案　AC

8．把一个重为G的物体，用一个水平力F＝kt(k为恒量，t为时间)压在竖直的足够高的平整的墙上，如右图所示．从t＝0开头物体所受的摩擦力Ff随t的变化关系正确的是下图中(　　)

A

B

C

D
解析　由于物体受的水平推力为F＝kt，由二力平衡得，墙与物体间的压力FN＝kt.当F比较小时，物体所受的摩擦力Ff小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体与墙壁间的摩擦力为滑动摩擦力，由公式可得，滑动摩擦力大小Ff＝μkt.当摩擦力Ff大小等于重力G时，由于惯性作用，物体不能马上停止运动，物体受到的摩擦力仍旧是滑动摩擦力．随着正压力的增大，摩擦力将大于重力．物体做减速运动直至静止，摩擦力将变为静摩擦力，静摩擦力与正压力无关，跟重力始终平衡．
答案　B

9．(多选题)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，并以肯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张牌之间的牌不行能发生相对滑动
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
解析　对于A、B选项可用反证法：设手指对第1张牌的压力为FN，假设第n(n＝2、3、4…53)张牌向右滑动，则第n张牌受到第n－1张牌对其的摩擦力的最大值为Fn＝μFN＋μ(n－1)mg，其方向水平向右，这时第n张牌受到第n＋1张牌对其的滑动摩擦力的大小为Fn＝μFN＋μnmg，其方向水平向左，比较两式有，第n张牌在水平方向上合力向左，与假设冲突．因此第2张牌到第54张牌之间的任一张牌不行能相对于其下面的牌或桌面水平向右滑动，故A错误，B正确；分析受力易知C错误，D正确.
答案　BD
10．用劲度系数为k＝490 N/m的弹簧沿水平方向拉一木板，在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧的长度为12 cm.若在木板上放一质量为5 kg的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度变为14 cm，试求木板与水平桌面间的动摩擦因数．(g取9.8 N/kg)
解析　当只有木板在水平桌面上时，木板与桌面间的弹力FN1＝m木 g，
弹簧的拉力F1＝μFN1①
而F1＝kx1②
当木板上放一质量为Δm＝5 kg的物体时，
木板与桌面间的弹力
FN2＝(m木＋Δm)g，
弹簧的拉力F2＝μFN2③
而F2＝kx2④
由③－①并将②④式代入得：
μ＝＝0.2.
答案　0.2
11．质量为3.0 kg的空木箱，放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力F1＝8.0 N时，木箱静止；当拉力F2＝10.3 N时，木箱做匀速运动，(g取9.8 N/kg)求：
(1)木箱与地面间的动摩擦因数；
(2)木箱在8.0 N的拉力作用下受到的摩擦力的大小；
(3)木箱在12.0 N水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小．
解析　(1)当拉力F2＝10.3 N时，木箱匀速运动，木箱水平方向受到拉力F2和滑动摩擦力Ff1，依据二力平衡条件有：Ff1＝F2＝10.3 N
木箱放在水平地面上，则有木箱对地面压力大小等于木箱重力，即FN＝mg
依据滑动摩擦力公式F＝μFN，则木箱与地面之间动摩擦因数为μ＝
由上述三个式子联立解得μ＝＝＝0.35.
(2)当拉力F2＝8.0 N时，木箱静止，木箱水平方向所受到的静摩擦力Ff2与F1是一对平衡力，则有：Ff2＝F1＝8.0 N.
(3)当拉力F3＝12.0 N时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力．由第一问可以知道，Ff2＝Ff1＝10.3 N.
答案　(1)0.35　 (2)8.0 N　(3)10.3 N

12．如图所示，跨过定滑轮的轻绳两端分别系着物体A和B，物体A放在倾角为θ的斜面上．已知物体A的质量为m，物体A与斜面间的最大静摩擦力是与斜面间弹力的μ倍(μ＜tan θ)，滑轮与轻绳间的摩擦不计，绳的OA段平行于斜面，OB段竖直，要使物体A静止在斜面上，则物体B质量的取值范围为多少？
解析　设绳中张力为FT，先以B为争辩对象，由于B静止，所以有：FT＝mBg
再以A为争辩对象，若A处于刚好不上滑的临界状态时，则有：
FT＝fm＋mgsin θ
而fm ＝μFN，FN＝mgcos θ
解得：mB＝m(sin θ＋μcos θ)
同理，若A处于刚好不下滑的临界状态时，则有：
FT＋fm＝mgsin θ
可得：mB＝m(sin θ－μcos θ)
故mB应满足的条件为：
m(sin θ－μcos θ)≤mB≤m(sin θ＋μcos θ)．
答案　m(sin θ－μcos θ)≤mB≤m(sin θ＋μcos θ)