高一物理課后練習題:摩擦力(2)
能力提升
一、選擇題(1~3題為單選題,4、5題為多選題)
1.將一張A4紙(質量可忽略不計)夾在英漢字典內,書對A4紙的壓力為3N,A4紙與書之間的動摩擦因數為0.4,要把A4紙從書中拉出,拉力至少應為( )
A.0.6N B.1.2N
C.2.4N D.3N
答案:C
解析:根據F=μFN,F=1.2N,因為紙的上下兩面都要受到書對它的滑動摩擦力,所以要把紙從書中拉出,拉力至少應為2.4N,C正確。
2.在水平臺上放一物體,物體與平臺間的動摩擦因數為μ,現用一水平推力F把物體推向臺邊,如圖所示,物體在臺邊翻倒以前的過程中,臺面對物體的摩擦力( )
A.逐漸減小到零 B.保持不變
C.先增大后不變 D.先增大后減小
答案:B
解析:翻倒以前物體對平臺的壓力不變,所以滑動摩擦力大小不變。
3.如圖所示,重力G=20N的物體,在動摩擦因數為0.1的水平面上向左運動,同時受到大小為10N,方向向右的水平力F的作用,則物體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:因物塊向左運動,所以受到的滑動摩擦力向右,大小為Ff=μFN=0.1×20N=2N。
4.雜技演員重力為G,用雙手握住豎直的竹竿勻速上攀和勻速下滑,他所受的摩擦力分別是f1和f2,關于f1和f2的大小和方向,下列說法正確的是( )
A.f1=G,方向豎直向上 B.f1>G,方向豎直向上
C.f2=G,方向豎直向上 D.f2
答案:AC
解析:雜技演員無論是勻速上攀還是勻速下滑,受到的摩擦力總是與重力相平衡,即與重力大小相等,方向相反,f1、f2的方向都向上,且f1=f2=G,A、C正確。
5.如圖所示,在探究摩擦力的實驗中,用彈簧測力計水平拉一放在水平桌面上的小木塊,小木塊的運動狀態與彈簧測力計的讀數如下表所示(每次實驗時,木塊與桌面的接觸面相同)則由下表分析可知,下列哪些選項是正確的是( )
實驗次數 小木塊的運動狀態 彈簧測力計讀數(N)
1 靜止 0.4
2 靜止 0.6
3 直線加速 0.7
4 勻速直線 0.5
5 直線減速 0.3
A.木塊受到的最大摩擦力為0.7N
B.木塊受到最大靜摩擦力可能為0.6N
C.在這五次實驗中,木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在這五次實驗中,木塊受到摩擦力大小各不相同
答案:BC
解析:第一和第二次實驗都沒有拉動木塊,說明這兩次的拉力大小均未超過最大靜摩擦力,第三次實驗時,木塊做加速運動,說明拉力已經大于最大靜摩擦力Fm,因此可知,最大靜摩擦力范圍0.6N≤Fm<0.7N,故A錯B對?;瑒幽Σ亮εc運動情況無關,因此第三、四、五次的摩擦力大小相等,故C對D錯。
二、非選擇題
6.(文登市高一上學期期末)如圖所示是武警戰士用頭將四塊磚頂在墻上,苦練頭功的照片。假設每塊磚的質量均為m,磚與墻面、磚與頭的動摩擦因數均為μ。要使磚恰好靜止不動,則武警戰士的頭對磚施加的水平力為多大?(假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,磚與磚之間不發生滑動。)
答案:2mgμ
解析:以四塊磚為研究對象,進行受力分析磚恰好靜止不動,則磚所受到的摩擦力剛好達到最大,
即f1=f2=μF
又f1+f2=4mg
聯立上式可得F=2mgμ
即武警戰士施加的水平力為F=2mgμ
7.(大連市2013~2014學年高一上學期期末)如圖所示,質量為2kg的物體放在水平地板上,用一原長為8cm的輕質彈簧水平拉該物體,當其剛開始運動時,彈簧的長度為11cm,當彈簧拉著物體勻速前進時,彈簧的長度為10.5cm,已知彈簧的勁度系數k=200N/m。求:
(1)物體所受的最大靜摩擦力為多大?
(2)物體所受的滑動摩擦力為多大?
(3)物體與地板間的動摩擦因數是多少?(g均取10m/s2)
答案:(1)6N (2)5N (3)0.25
解析:(1)當物體剛開始被拉動時,彈簧的伸長量為Δx1=11cm-8cm=3cm,根據胡克定律可得:彈簧的彈力為:F1=kΔx=200N/m×0.03m=6N,此時物體所受的最大靜摩擦力等于彈簧的彈力,即Ffmax=6N。
(2)當物體勻速滑動時,彈簧的伸長量為Δx2=10.5cm-8cm=2.5cm,根據胡克定律可得:彈簧的彈力為:F2=kΔx2=200N/m×0.025m=5N,此時物體所受的滑動摩擦力等于彈簧的彈力,即Ff=5N。
(3)由滑動摩擦力公式可得:Ff=μFN=μmg,求得μ=0.25。