第7讲摩擦力

2013届高三物理一轮复习课时作业及详细解析：第7讲摩擦力
基础热身
1．关于摩擦力，以下说法中正确的是()
A．运动物体可能受到静摩擦力作用，但静止物体不可能受到滑动摩擦力作用
B．静止物体可能受到滑动摩擦力作用，但运动物体不可能受到静摩擦力作用
C．正压力越大，摩擦力可能越大，也可能不变
D．摩擦力方向可能与速度方向在同一直线上，也可能与速度方向不在同一直线上
2．如图K7－1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()
图K7－1
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
3．[2011·南宁摸底] 如图K7－2所示，位于斜面上的物块M在沿斜面向上的力F作用下处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的()
A．方向可能沿斜面向上
B．方向可能沿斜面向下
C．大小不可能等于零
D．大小可能等于F
图K7－2
图K7－3
4．如图K7－3所示，物块M在静止的传送带上以速度v匀速下滑时，传送带突然启动，方向如图中箭头所示，若传送带的速度大小也为v，则传送带启动后() A．M静止在传送带上
B．M可能沿斜面向上运动
C．M受到的摩擦力不变
D．M下滑的速度不变
技能强化
5．物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F
垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是()
A B C D
图K7－4
图K7－5
6．[2011·宜宾一模] 物块M静止在倾角为α的斜面上，若给物块一个平行于斜面的水平力F的作用，物块仍处于静止状态，如图K7－5所示．则物块所受到的() A．支持力变大
B．摩擦力的方向一定发生改变
C．摩擦力大小保持不变
D．摩擦力变小
图K7－6
7．如图K7－6所示，斜面体M的底面粗糙，斜面光滑，放在粗糙水平面上．弹簧的一端固定在墙面上，另一端与放在斜面上的物块m相连，弹簧的轴线与斜面平行．若物块在斜面上做上下往返运动，斜面体保持静止，则地面对斜面体的摩擦力f与时间t的关系图象是图K7－7中的()
A B C D
图K7－7
图K7－8
8．一个斜面体上搁置一根只能沿竖直方向运动的直杆，杆与斜面体接触面粗糙．斜面体水平向右运动过程中，发现杆匀加速上升，如图K7－8所示，关于斜面对杆的作用力，下列判断正确的是()
A．斜面体对杆的滑动摩擦力沿斜面向下
B．斜面体对杆的滑动摩擦力沿斜面向上
C．斜面体对杆的作用力竖直向上
D．斜面体对杆的作用力竖直向下
9．[2012·西安模拟] 如图K7－9所示，顶端装有定滑轮的斜面体放在粗糙水平面上，A、B两物体通过细绳相连，并处于静止状态(不计绳的质量和绳与滑轮间的摩擦)．现用水平向右的力F作用于物体B上，将物体B缓慢拉高一定的距离，此过程中斜面体与物体A仍然保持静止．在此过程中()
A．水平力F一定变小
B．斜面体所受地面的支持力一定变大
C．物体A所受斜面体的摩擦力一定变大
D．地面对斜面体的摩擦力一定变大
图K7－9
图K7－10
10．如图K7－10所示，放在粗糙水平面上的物体A上叠放着物体B.A和B之间有一根处于压缩状态的弹簧．A、B均处于静止状态，下列说法中正确的是() A．B受到向左的摩擦力
B．B对A的摩擦力向右
C．地面对A的摩擦力向右
D．地面对A没有摩擦力
11．[2012·江西模拟] 如图K7－11所示，物体A重G A＝40 N，物体B重G B＝20 N，A 与B、B与地面之间的动摩擦因数相同．用水平绳将物体A系在竖直墙壁上，水平力F向右拉物体B，当F＝30 N时，才能将B匀速拉出．则接触面间的动摩擦因数多大？
图K7－11
12．[2012·合肥模拟] 夹角为60°的V形槽固定在水平地面上，槽内放一根重500 N的金属圆柱体，用F＝200 N沿圆柱体轴线方向拉圆柱体，可使它沿槽匀速滑动，如图K7－12所示．求圆柱体和V形槽间的动摩擦因数μ.
图K7－12
挑战自我
13．如图K7－13所示，倾角α＝60°的斜面上，放一质量为1 kg的物体，用k＝100 N/m 的轻质弹簧平行于斜面拉着，物体放在P、Q之间任何位置都能处于静止状态，而超过这一范围，物体就会沿斜面滑动．若AP＝22 cm，AQ＝8 cm，试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小．(取g＝10 m/s2)
图K7－13
课时作业（七）
【基础热身】
1．CD[解析] 静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，与物体是否运动无关，滑动摩擦力产生于两个相对运动的物体之间，与物体是否运动无关，选项A、B均错误；静摩擦力的大小与正压力的大小无关，一般由平衡条件或牛顿运动定律来求，滑动摩擦力f＝μF N，随着正压力的增大而增大，选项C正确；摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势方向相反，与速度方向无关，选项D正确．
2．BC[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．
3．ABD[解析] 题中没有明确F的大小，当F＝mg sinθ时，物块M受到的摩擦力为零．当F<mg sinθ时，物体M有下滑趋势，所受摩擦力沿斜面向上．当F>mg sinθ时，物块M有上滑趋势，所受摩擦力沿斜面向下．当0≤F≤mg sinθ时，静摩擦力f的取值范围是：0≤f≤mg sinθ.可见f>F、f<F和f＝F均有可能，故A、B、D选项均正确．
4．CD[解析] 物块M在传送带启动前匀速下滑，应满足所受滑动摩擦力f＝μmg cosθ＝mg sinθ，传送带突然启动后物块M所受摩擦力仍为f＝μmg cosθ＝mg sinθ，且方向不变，选项C、D正确．
【技能强化】
5．D[解析] 由于物块始终静止在斜面上，物块所受静摩擦力与正压力无直接关系，对物块进行受力分析，沿斜面方向列平衡方程可判断出选项D正确．
6．B[解析] 物块静止在斜面上时，物块所受的摩擦力为：f1＝Mg sinα.给物块平行于斜面的水平力F后，在斜面内，重力沿斜面向下的分力、水平力F、摩擦力f2三力平衡，根据平衡条件有：f2＝(Mg sinα)2＋F2，重力沿斜面向下的分力和F的合力与摩擦力f2等大、反向，所以摩擦力的方向和大小都发生了改变，只有选项B正确．
7．C[解析] 由于斜面光滑，则物块在斜面上做上下往返运动时对斜面的摩擦力为零，对斜面的正压力始终等于重力沿垂直斜面方向的分力，因此地面对斜面体的摩擦力始终是一个恒力，C正确．
8．A[解析] 杆匀加速上升，斜面体水平向右运动，杆相对于斜面体向上滑动，因此杆受的摩擦力沿斜面向下，选项A正确、B错误；杆受的支持力垂直于斜面向上，杆受斜面体的作用力斜向右上方，选项C、D错误．
9．D[解析] 取物体B为研究对象，分析其受力情况如图所示，则有F＝mg tanθ，T
＝mg
cos θ
，在将物体B缓慢拉高的过程中，θ增大，则水平力F和细绳上的拉力F随之变大．对A、B两物体与斜面体这个系统而言，系统处于平衡状态，则地面对斜面体的摩擦力一定变大，而竖直方向并没有增加其他力，故斜面体所受地面的支持力不变；在这个过程中尽管绳子张力变大，但是开始时物体A所受斜面体的摩擦力方向未知，故物体A所受斜面体的摩擦力的情况无法确定．
10．D[解析] 弹簧对B有向左的弹力，B保持静止，因此A对B有向右的摩擦力，
则B对A的摩擦力向左，选项A、B错误；A、B整体在水平方向不受其他外力作用，因此没有向左或向右的运动趋势，地面对A没有摩擦力，选项C错误、D正确．11．0.30
[解析] 设接触面间的动摩擦因数为μ，物体A与B间的摩擦力为
f1＝μG A
物体B与地面间的滑动摩擦力为
f2＝μ(G A＋G B)
将B匀速拉出，拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等，有
F＝f1＋f2
解得μ＝0.30
12．0.2
[解析] 因为圆柱体匀速滑动，所以水平方向的拉力与摩擦力平衡，即f＝200 N．又因为圆柱体两面均与槽接触，所以每一面所受摩擦力f′＝100 N.
设V形槽两侧对圆柱体的弹力大小分别为F N1、F N2，在竖直平面内，圆柱体受到重力G、两侧的弹力F N1、F N2作用，如图所示，由对称性可知，F N1＝F N2＝G.
根据f′＝μF N1，解得μ＝0.2.
【挑战自我】
13．7 N
[解析] P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置，在P点弹簧处于伸长状态，受力分析如图甲所示．
f m＝F1－m
g sinα
在Q点弹簧处于压缩状态，受力分析如图乙所示．
f m＝F2＋m
g sinα
设弹簧原长为x，则有
F1＝k(0.22－x)
F2＝k(x－0.08)
由以上各式，解得
f m＝7 N.。