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课时作业5 摩擦力 受力分析
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(8×8′＝64′)
图1
1．如图1所示，物体静止在斜面上，关于物体受力的说法，正确的是( )
A．只受重力
B．受重力、斜面的支持力、斜面的摩擦力
C．受重力、斜面的支持力
D．受重力、斜面的摩擦力
答案：B
图2
2．如图2所示，轻弹簧上端固定，下端挂一重球，重球下放着一光滑斜面，球与光滑斜面接触且处于静止状态，弹簧竖直，则重球受到的力有( )
A．重力和弹簧拉力
B．重力、弹簧拉力和斜面支持力
C．重力、弹簧拉力和斜面的静摩擦力
D．重力、弹簧拉力、斜面支持力和静摩擦力
答案：A
图3
3．如图3所示，在两块相同的竖直木块之间，有质量均为m的4块相同的砖，用两个大小均为F的水平力压木板，使砖静止不动，则第2块砖对第3块砖的摩擦力大小为( )
A．0 B．mg
C．mg/2 D．mg/4
解析：将四块砖视为一个整体，由于均处于静止状态受力平衡如图4(甲)得F1＝F4＝2mg，方向竖直向上，再将3、4整体视为研究对象，受力如图4(乙)得F23＝0，故答案为A.
图4
答案：A
图5
4．如图5所示，A为长木板，在水平面上以速度v1向右运动，物块B在木板A的上面以速度v2向右运动，下列判断正确的是( )
A．若是v1＝v2，A、B之间无滑动摩擦力
B．若是v1>v2，A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力
C．若是v1<v2，B受到了A所施加的向右的滑动摩擦力
D．若是v1>v2，B受到了A所施加的向左的滑动摩擦力
解析：若v1＝v2，则A、B相对静止，故A对；若v1>v2，则A相对B向右运动，故B对A施加向左的滑动摩擦力，B、D错；若v1<v2，则A相对B向左运动，故B对A施加向右的滑动摩擦力，C错．
答案：A
5．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
解析：小棋子受到重力、磁场力、弹力和静摩擦力共4个力，重力与静摩擦力是一对平衡力，磁场力与弹力是一对平衡力，棋子的质量不同，静摩擦力便不同．棋子能保持静止，重力必须小于棋盘对棋子的最大静摩擦力，而最大静摩擦力与盘面的材料和粗糙程度有关，还和棋子与盘的正压力有关，因此棋子贴不上棋盘不一定是质量偏大，也可能是最大静摩擦力小，故选B.
答案：B
图6
6．如图6所示，质量为m的物体放在水平放置的钢板C上，与钢板的动摩擦因数为μ，由于光滑导槽A、B的控制，物体只能沿水平导槽运动．现使钢板以速度v1向右运动，同时用力F沿导槽的方向拉动物体使物体以速度v2沿导槽运动，则F的大小为( )
A．等于μmg B．大于μmg
C．小于μmg D．不能确定
解析：滑动摩擦力的方向与物体间相对运动方向相反．因此，首先确定物体相对钢板的运动方向，再确定钢板对物体的摩擦力的方向，然后再根据平衡条件就可得到F<μmg.
答案：C
图7
7．如图7所示，在μ＝0.1的水平桌面上向右运动的物体，质量为20 kg，在运动过程中，还受到一个方向向左的大小为10 N的拉力作用，则物体受到的滑动摩擦力为(g＝10 N/kg)( )
A．10 N，向右 B．10 N，向左
C．20 N，向右 D．20 N，向左
答案：D
8．在探究摩擦力的实验中，用弹簧测力计水平拉一放在水平桌面上的小木块，小木块的运动状态和弹簧测力计的读数如下表所示(每次实验时，木块与桌面的接触面相同)，则由下表分析可知( )
实验次数 小木块的运动状态 弹簧测力计读数(N)
1 静止 0.3
2 静止 0.5
3 直线加速 0.6
4 匀速直线 0.4
5 直线减速 0.2
A.木块受到的最大摩擦力为0.6 N
B. 木块受到的最大静摩擦力可能为0.5 N
C．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小有三次是相同的
D．在这五次实验中，木块受到的摩擦力大小各不相同
解析：由表中所给的运动状态可知，在这五次实验中，有三次小木块受滑动摩擦力，它们的大小是相同的，C对，D错；物块静止时，实验中的最大力为0.5 N，则最大的静摩擦力至少应大于或等于0.5 N，A错，B对
答案：BC
二、计算题(3×12′＝36′)
9．一木块静止在水平桌面上，已知木块重20 N，木块与桌面间的动摩擦因数为0.4，求：
(1)用6 N的水平力拉木块，木块所受摩擦力的大小．
(2)要使木块由静止开始运动，至少要用多大的水平拉力．
(3)木块在桌面上滑动后，使水平拉力大小变为6 N，木块所受的摩擦力的大小．
解析：当木块在桌面上滑动时，其受到的摩擦力为Fμ＝μFN＝0.4×20 N＝8 N.
(1)用6 N的水平力拉物体，由于6 N小于8 N，物体不动，所以此时Fμ＝6 N.
(2)要使木块开始运动，水平拉力必须大于最大静摩擦力，而最大静摩擦力可近似认为等于滑动摩擦力，故要使木块由静止开始运动，至少要用8 N的水平拉力．
(3)木块滑动后，滑动摩擦力与水平拉力无关．Fμ＝μFN＝0.4×20 N＝8 N.
答案：(1)6 N (2)8 N (3)8 N
10．用弹簧测力计测定木块A、B间的动摩擦因数μ，如图8甲、乙所示．
(1)为了用弹簧测力计的读数表示滑动摩擦力，两种情况中木块A是否都一定要做匀速运动？
(2)若木块A在拉力FT的作用下做匀速运动，甲图中A、B间摩擦力是否等于拉力FT?
(3)若A、B的重力分别为100 N和150 N，甲图中弹簧测力计读数为60 N(当A被拉动时)，FT＝110 N，求A、B间的动摩擦因数μ.
图8
解析：(1)甲图中只要木块A相对B滑动即可，而乙图中的木块A只能做匀速运动，因为乙图中，只有当木块A匀速运动时，拉力FT才与摩擦力大小相等．
(2)甲图中，木块A受上、下两个接触面上摩擦力的作用，故木块A、B间的摩擦力小于拉力FT.
(3)甲图中，对木块B研究，已知Ff＝60 N，FN＝150 N，根据Ff＝μFN知：A、B间的动摩擦因数为μ＝FfFN＝60150＝0.4.
答案：(1)见解析 (2)见解析 (3)0.4
图9
11．如图9所示，在倾角为37°的固定斜面上静置一个质量为5 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数为0.8.求：
(1)物体所受的摩擦力；(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
(2)若用原长为10 cm，劲度系数为3.1×103 N/m的弹簧沿斜面向上拉物体，使之向上匀速运动，则弹簧的最终长度是多少？(取g＝10 m/s2)
图10
解析：(1)物体静止在斜面上受力分析如图10所示，则物体受到的静摩擦力Ff＝mgsin37°
代入数据得Ff＝5×10×sin37° N＝30 N，摩擦力方向为沿斜面向上．
(2)当物体沿斜面向上被匀速拉动时，如10所示，弹簧拉力设为F，伸长量为x，则F＝kx
图11
F＝mgsin37°＋F滑
F滑＝μmgcos37°
弹簧最终长度l＝l0＋x，由以上方程解得l＝12 cm
答案：(1)30 N 方向沿斜面向上 (2)12 cm