高中物理 第三章 研究物体间的相互作用 第二节 研究摩

研究摩擦力
[课时跟踪训练]
1．用一个水平力推放在地面上的木箱，但没有推动，则下列判断正确的是( )
A．水平推力小于木箱受到的摩擦力
B．木箱相对于地面的运动趋势的方向与水平力方向相同
C．摩擦力与木箱对地面的压力成正比
D．木箱受到的摩擦力与水平推力相同
解析：水平力推木箱没有推动时，木箱在水平方向上受两个力作用而静止，因此二力平衡。

静摩擦力和水平推力大小相等，但静摩擦力不等于水平推力，因为二力相同必须指两个力的三要素完全相同。

木箱的运动趋势与静摩擦力方向相反，而与水平推力方向相同，当静摩擦力没有达到最大值时，其数值可以在零到最大值之间变化。

答案：B
2．(双选)关于摩擦力与弹力的关系，下列说法中正确的是( )
A．有弹力一定有摩擦力
B．有弹力不一定有摩擦力
C．有摩擦力不一定有弹力
D．同一接触面上产生的弹力和摩擦力的方向一定垂直
解析：有弹力是产生摩擦力的必要条件之一，若物体间没有弹力，就不会产生摩擦力，所以有摩擦力必有弹力；由于相互接触、挤压的两物体有相对运动或相对运动趋势，并且接触面粗糙，才会产生摩擦力，所以两物体间有弹力，不一定有摩擦力。

在同一接触面上产生的摩擦力和弹力，一个沿接触面切线，一个垂直于接触面，它们一定相互垂直。

答案：BD
3．三个质量相同的物体，与水平桌面间的动摩擦因数相同，由于所受水平拉力不同，A 做匀速运动，B做加速运动，C做减速运动，那么它们受到的摩擦力大小关系应是( ) A．f B>f A>f C B．f A<f B<f C
C．f B＝f A＝f C D．不能比较大小
解析：三个物体均受到地面的滑动摩擦力，由f＝μF N，
F N＝mg可知，f B＝f A＝f C，故C正确。

答案：C
4.(双选)一个物体平放在水平面上，受到一个水平推力F的作
用，如图1所示。

F的大小由零逐渐增大，直到物体刚要开始滑动。

在这一过程中，以下关于静摩擦力的大小和方向的说法中正确的是( ) 图1 A．静摩擦力的大小逐渐增大，当刚要开始滑动时达到最大静摩擦力
B．大小不变，总为f＝μmg
C ．方向一直水平向左
D ．方向先向左后向右
解析：用力F 推物体，在没推动前，物体受静摩擦力作用，静摩擦力的大小随F 的增大而增大。

当F 增大到能推动物体时，物体受到的摩擦为滑动摩擦力，滑动摩擦力的大小f ＝μF N ＝μmg ，故选AC 。

答案：AC
5.如图2所示，两块木板紧紧夹住木块，一直保持静止，木
块重为30 N ，木块与木板间的动摩擦因数为0.2，若左右两端的
压力F 都是100 N ，则木块所受的摩擦力大小和方向是( )
图2
A ．30 N ，方向向上
B ．20 N ，方向向上
C ．40 N ，方向向下
D ．100 N ，方向向上 解析：由于木块静止，由二力平衡可得，木板对木块的静摩擦力方向竖直向上，且大小为30 N ，故A 正确。

答案：A
6.如图3所示，A 、B 两物体重力都等于10 N ，各接触面间的
动摩擦因数都等于0.3，同时有F ＝1 N 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( ) 图3
A ．6 N,3 N
B ．1 N,1 N
C ．0 N,1 N
D ．0 N,2 N
解析：应用整体法，A 、B 整体水平方向上外力F 大小相等，方向相反，故地面对B 无摩擦力。

以A 为研究对象，水平方向上A 必受大小与F 相等，方向与F 相反的静摩擦力。

故选项C 正确。

答案：C
7．如图4所示，在粗糙的水平地面上有质量为m 的物体A ，
连接在一劲度系数为k 的弹簧上，物体与地面之间的动摩擦因数
为μ，现用一水平力F 向右拉弹簧，使物体A 做匀速直线运动，
图4 则弹簧伸长的长度为(重力加速度为g )( )
A.k F
B.mg k
C.k μmg
D.μmg k
解析：设弹簧伸长长度为x ，由胡克定律和二力平衡得kx ＝μmg ，所以x ＝μmg k。

故选项D 正确。

答案：D
8.(双选)如图5所示，水平桌面上平放一叠共计54张的扑克
牌，每一张的质量均为m。

用一手指以竖直向下的力压第1张牌，
并以一定速度向右移动手指，确保手指与第1张牌之间有相对滑
动。

设最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，手指与第1张牌之间的
动摩擦因数为μ1，牌间的动摩擦因数均为μ2，第54张牌与桌面间的动摩擦因数为μ3，且有μ1>μ2>μ3。

则下列说法正确的是( ) 图5 A．第2张牌到第53张牌之间可能发生相对滑动
B．第2张牌到第53张牌之间不可能发生相对滑动
C．第1张牌受到手指的摩擦力向左
D．第54张牌受到水平桌面的摩擦力向左
解析：由题意知，第1张牌受到手指的摩擦力方向向右，C错误；如果第2张牌到第53张牌之间发生了相对滑动，则其中的某一张牌受到的来自于其上方的牌的摩擦力f上必大于其所受来自下方牌的摩擦力f下，牌之间的摩擦因数均为μ2，令每张牌的重力为mg，令f上＝μ2F N，则f下＝μ2(mg＋F N)，总有f下>f上，即从第2张牌到第53张牌之间不可能有相对滑动发生。

将第2张牌到第53张牌视为一个整体，该整体受第1张牌的摩擦力向右，由力的相互性知第53张牌对第54张牌的摩擦力向右，则桌面对第54张牌的摩擦力必向左。

答案：BD
9．风洞实验室中可产生水平方向的、大小可调节的风力。

现将一套有小球的细直杆置于风洞实验室。

小球孔径略大于细杆直径，当杆在水平方向固定时，调节风力的大小，使小球在杆上做匀速运动，如图6所示。

这时小球所受的风力等于小球重力的0.5倍，求小球与杆间的动摩擦因数。

图6
解析：风力等于滑动摩擦力，0.5G＝μF N，
又F N＝G，故解出μ＝0.5。

答案：0.5
10．如图7所示，当水平拉力为F＝40 N时，质量为m＝10 kg的木块可以在水平面上匀速前进。

若在木块上再放一个质量为M的铁块，为使它们匀速前进，水平拉力为60 N，求铁块的质量M。

(取g＝10 N/kg)
图7
解析：拉力F＝40 N时，滑动摩擦力f＝40 N，木块对水平面的压力F N＝mg＝100 N，
由f＝μF N得，动摩擦因数μ＝40
100
＝0.4。

当拉力F′＝60 N时，木块对水平面的压力F N′＝(10＋M)g＝100＋10 M，
摩擦力f′＝60 N，由f′＝μF N′得60＝0.4×(100＋10M)，解得M＝5 kg。

答案：5 kg。