《摩擦力大小的计算》摩擦力大小的计算 - 人教版高考物理复习物理知识点练习 - 读趣百科

《摩擦力大小的计算》摩擦力大小的计算

1单选题

木块A、B分别重50N和60N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25．夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm，弹簧的劲度系数为400N/m．系统置于水平地面上静止不动．现用F=1N的水平拉力作用在木块B上，如图所示，力F作用后(　　)

A
木块B所受摩擦力大小是9N
B
木块B所受摩擦力大小是7N
C
木块A所受摩擦力大小是12.5N
D
木块A所受摩擦力大小是11.5N

题目答案

A

答案解析

分析：

静摩擦力的大小随外力的变化而变化，但有一个最大值，其最大值略大于滑动摩擦力，在一般的计算中可以认为等于滑动摩擦力；

本题中，未施加拉力F时，A、B两木块在弹簧的推动下，相对地面有运动趋势，但无相对运动，故均受静摩擦力；在木块B上加上一个水平拉力后，通过计算会发现，虽然B木块相对地面的滑动趋势变大，但仍然无法滑动，说明静摩擦力只是变大了，并不会变成滑动摩擦力．

解答：

解：木块A与地面间的滑动静摩擦力为：

f_A=μm_Ag=0.25×50N=12.5N

木块B与地面间的滑动静摩擦力为：

f_B=μm_Bg=0.25×60N=15N

弹簧弹力为：

F_弹=kx=400×0.02N=8N

施加水平拉力F后，对B物体受力分析，重力与支持力平衡，水平方向受向右的弹簧弹力和拉力，由于B木块与地面间的最大静摩擦力为15N(等于滑动摩擦力)，大于弹簧弹力和拉力之和，故木块B静止不动，故木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡，因而：f_B′=F_弹+F=8N+1N=9N；

施加水平拉力F后，弹簧长度没有变化，弹力不变，故木块A相对地面有向左的运动趋势，其受到向右的静摩擦力，且与弹力平衡，因而：f_A′=F_弹=8N；

故选：A．

点评：

本题关键是分别对两个木块受力分析，通过计算判断木块能否滑动，要注意静摩擦力等于外力，而不是大于外力，大于外力的只是静摩擦力的最大值！

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2单选题

某电视台每周都有棋类节目，如棋类授课和评析，他们的棋盘都是竖直放置的，棋盘上布有磁铁，而每个棋子都是一个小磁铁，关于棋盘和棋子有下列几种说法

①小棋子共受四个力的作用

②每个棋子的质量肯定都有细微的差异，所以不同的棋子所受的摩擦力不同

③棋盘面应选取相对粗糙的材料

④如果某个棋子贴不上棋盘，总会滑落，肯定是其质量偏大

以上说法中正确的是（　　）

A
①②④
B
①②③
C
①③④
D
②③④

题目答案

B

答案解析

分析：

首先对棋子进行受力分析，根据棋子的运动状态，结合平衡的条件分析棋盘面应选取的材料．

解答：

解：①、小棋子受到重力G、棋盘面的吸引力F、弹力N和静摩擦力f，共四个力作用，故①正确．

②、棋盘对棋子的吸引力与棋盘面对棋子的弹力平衡，静摩擦力与棋子的重力平衡，故②正确．

③、根据竖直方向上二力平衡知：f=G，f应不超过最大静摩擦力，则有：f＜f_m=μN=μF

F一定，要使棋子不滑下，应增大最大静摩擦力，为此应增大μ，棋盘面应选取较粗糙的材料，故③正确．

④、当G＞f_m=μN=μF时，棋子将下滑，可能是质量偏大，也可能没有磁性，故④错误．

故选：B．

点评：

掌握二力平衡时应注意其关键点：二力是作用在同一个物体上的，明确这一点即可与作用力与反作用力进行区分．

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3单选题

如图，A、B两物体叠放在水平地面上，A物体质量m=30kg，B物体质量M=20kg．处于水平位置的轻弹簧一端固定于墙壁，另一端与A物体相连，弹簧处于自然状态，其劲度系数为300N/m，A与B之间、B与地面之间的动摩擦因数均为μ=0.5．现有一水平推力F作用于物体B上，使B缓慢地向墙壁移动过程中(弹簧在弹性限度内)，某时刻B向左移动了0.3m时，此时水平推力的大小为(g取10m/s_)(　　)

A
400 N
B
190 N
C
340 N
D
250 N

题目答案

C

答案解析

分析：

判断物体B上缓慢地向墙壁移动0.3m时，A物块有无滑动，然后根据对B受力分析，根据平衡求出水平推力F的大小．

解答：

解：若A物块未滑动，则弹簧的压缩量为0.3m，则弹簧的弹力F$_1$=kx=300×0.3N=90N＜μmg=0.5×30×10N=150N．假设成立．

对B在竖直方向上平衡，在水平方向上受推力F、A对B的静摩擦力、地面的滑动摩擦力，根据平衡有：F=f$_1$+f$_2$=F$_1$+μ(M+m)g=90N+250N=340N．故C正确，A、B、D错误．

故选：C

点评：

解决本题的关键能够正确地进行受力分析，根据受力平衡确定未知力．

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4单选题

如图所示，A、B两物体重力都等于10N，各接触面间的动摩擦因数都等于0.3，同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上，A和B均静止，则地面对B和B对A的摩擦力分别为(　　)

A
6 N；3N
B
1 N；1 N
C
0；1 N
D
0；2 N

题目答案

C

答案解析

分析：

当水平拉力小于最大静摩擦力时，物体处于静止，摩擦力等于拉力；当水平拉力大于最大静摩擦力时，物体开始滑动，则受到的滑动摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积．

解答：

解：对物体A，因为F$_1$作用，从而受到物体B给A物体的静摩擦力．大小等于F$_1$的大小，即为1N．方向与F$_1$方向相反．

对物体AB，同时有F=1N的两个水平力分别作用在A和B上，所以地面对B的摩擦力为零．故C正确，ABD错误；

故选：C．

点评：

学会区别静摩擦力与滑动摩擦力，和大小的计算．静摩擦力的大小等于引起它有运动趋势的外力，而滑动摩擦力等于μF_N．同时分析B物体受到的摩擦力可以将A与B作为整体来研究，因为A与B均处于静止状态．

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5多选题

(多选)如图所示，水平面上的复印机纸盒里放一叠复印纸共计10张，每一张纸的质量均为m．用一摩擦轮以竖直向下的力F压第1张纸，并以一定角速度逆时针转动摩擦轮，确保摩擦轮与第1张纸之间、第1张纸与第2张纸之间均有相对滑动．设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，摩擦轮与第1张纸之间的动摩擦因数为μ$_1$，纸张间的动摩擦因数均为μ$_2$，且有μ$_1$＞μ$_2$．则下列说法正确的是(　　)

A
第2张纸到第9张纸之间可能发生相对滑动
B
第2张纸到第9张纸之间不可能发生相对滑动
C
第1张纸受到摩擦轮的摩擦力方向向左
D
第6张纸受到的合力为零

题目答案

BD

答案解析

分析：

第1张纸受到摩擦轮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1张的滑动摩擦力，小于第3张对它的摩擦力，与第3张之间不发生相对滑动．而第3张到第10张的最大静摩擦力更大，更不能发生相对滑动．

解答：

解：AB、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张纸的压力等于上面两张纸的重力，最大静摩擦力F_m=μ(2mg+F)，而受到的第1张纸的滑动摩擦力为f=μ(mg+F)＜F_m，则第2张纸与第3张纸之间不发生相对滑动．同理，第3张到第9张纸也不发生相对滑动．故A错误，B正确；

C，第1张纸相对于轮有向左运动的趋势，则受到的静摩擦力与轮的运动方向相同，向右，C错误；

D、第2 张以下的纸受的合力都为零，因为都静止．故D正确．

故选：BD．

点评：

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．

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6填空题

如图所示，当水平拉力为F=40N时，质量为m=10kg的木板可以在水平面上匀速前进．若在木板上再放一个质量为M的铁块，为使它们匀速前进，需加的水平拉力为60N，则铁块的质量M为kg．

填空题答案仅供参考

题目答案

5

答案解析

分析：

先以m为研究对象根据平衡条件列方程求出摩擦因数，然后以整体为研究对象根据平衡条件列方程求解即可

解答：

解：物体做匀速运动，根据平衡条件有：

水平方向上：F=f

竖直方向上：N=mg

滑动摩擦力为：f=μN

代入数据得：μ=0.4

入上M后：F′=f′

N′=(m+M)g

f′=μN′

代入数据得：M=5 kg

答：铁块的质量M为5kg．

点评：

本题考查了平衡条件的应用，关键是会正确求解滑动摩擦力的大小．

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7单选题

如图，把重力为G的物体，用一水平推力F=kt(k为常数，t为时间)压在足够高的平整的竖直墙上，则从t=0开始，物体受到的摩擦力f随时间的变化图象是(　　)

A
B
C
D

题目答案

B

答案解析

分析：

由题意可知，随着时间的推移，压力不断增大，导致物体从滑动到静止．则物体所受的摩擦力先是滑动摩擦力后是静摩擦力．而滑动摩擦力的大小与推物体的压力大小成正比，而静摩擦力的大小与重力大小相等．

解答：

解：如图所示，从t=0开始水平推力F=Kt，即压力不断增大，则物体受到滑动摩擦力作用，所以滑动摩擦力的大小与压力正比．因此滑动摩擦力不断增大．当物体的最大静摩擦力大于重力时，物体处于静止状态，即使推力增大，也不会影响物体的静摩擦力大小．此时静摩擦力的大小等于重力．因此B正确；ACD均错误；

故选：B

点评：

考查滑动摩擦力与压力成正比，而静摩擦力却与引起相对运动趋势的外力有关．同时随着推力的增大，导致物体的最大静摩擦力也增大．

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