2019-2020新教材高中物理 课时素养评价十 摩擦力（含解析）新人教版必修1

课时素养评价十摩擦力(25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.第24届冬季奥林匹克运动会将于2022年在北京举行。高山滑雪是冬奥会的一个比赛项目,因速度快、惊险刺激而深受观众喜爱。在一段时间内,运动员始终以如图所示的姿态加速下滑。关于运动员的受力情况,下列说法中正确的是()A.运动员受到沿雪道向下的摩擦力B.运动员受到沿雪道向上的摩擦力C.运动员受到竖直向上的支持力D.运动员受到沿雪道向上的支持力【解析】选B。运动员受到重力、支持力和滑动摩擦力,滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,运动员相对雪道下滑,则滑动摩擦力方向沿雪道向上;而支持力是垂直雪道向上,故B正确,A、C、D错误。2.如图所示,小华用与水平方向成α角的恒力拖地,拖把沿水平向右移动了一段距离。该过程中,地面对拖把的滑动摩擦力方向是()A.水平向右B.水平向左C.沿拖把杆向上D.沿拖把杆向下【解析】选B。滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,因拖把沿水平向右运动,则地面对拖把的滑动摩擦力方向水平向左,故选B。3.用如图所示装置研究摩擦力的变化规律,把木块放在水平长木板上,在弹簧测力计的指针下轻放一个小纸团,它只能被指针向左推动。用弹簧测力计沿水平方向拉木块,使拉力由零缓慢增大。下列说法正确的是()A.木块开始运动前,摩擦力可以用公式Ff=μFN计算B.该实验装置可以记录最大静摩擦力的大小C.木块开始运动前,拉力小于摩擦力D.当拉力达到某一数值时木块开始移动,运动过程中木块受到的摩擦力会越来越大【解析】选B。由题意可知,开始时木块保持不动,木块受静摩擦力,不可以用公式Ff=μFN计算,根据平衡条件可知摩擦力始终等于拉力,故摩擦力大小随拉力的增大而增大;而当拉力达到某一数值时,木块开始滑动,此时说明木块恰好达到最大静摩擦力;而由于滑动摩擦力要小于最大静摩擦力,所以木块移动后拉力将减小,运动过程中木块受到的摩擦力保持不变,根据纸团的位置即可记录下最大静摩擦力,故B正确,A、C、D错误。4.已知一些材料间动摩擦因数如下:质量为1kg的物块放置于水平面上,现用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动此物块时,读得弹簧测力计的示数为3N,则关于两接触面的材料可能是(取g=10m/s2)()材料钢—钢木—木木—金属木—冰动摩擦因数0.250.300.200.03A.钢—钢B.木—木C.木—金属D.木—冰【解析】选B。物块匀速运动时:F=Ff,滑动摩擦力为:Ff=μFN=μmg,联立解得:μ=0.3,由表中数据可知为木-木接触,故A、C、D错误,B正确。5.如图所示,在研究摩擦力的实验中,通过向小桶中增加沙子来增大对小车的拉力F,小桶的质量忽略不计,则小物块A所受的摩擦力Ff随拉力F的变化关系是()【解析】选B。当F较小时,小车不动,与A间是静摩擦力,随着F的增大而增大,当F达到最大静摩擦力后车滑动,与A间是滑动摩擦力,比最大静摩擦力稍小,之后F增大,摩擦力不变。6.如图所示,物体在F=100N、方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右运动。已知物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2,物体质量m=5kg,可知物体所受摩擦力为(g取10N/kg)()A.10N,水平向左B.10N,水平向右C.20N,水平向左D.20N,水平向右【解析】选A。物体相对地面运动,故物体受到的是滑动摩擦力,则摩擦力的大小为Ff=μFN=μmg=0.2×5×10N=10N;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,故摩擦力方向水平向左。二、计算题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(14分)将一张A4纸(质量可忽略不计)夹在英汉字典内,书对A4纸的压力为3N,A4纸与书之间的动摩擦因数为0.4。(假设A4纸所受最大静摩擦力大小与滑动摩擦力大小相等)请思考:(1)A4纸受到几个摩擦力作用,为什么?(2)要把A4纸从书中拉出拉力至少应为多少?【解析】(1)A4纸受到两个摩擦力作用。因为A4纸与书的上下两个接触面都受滑动摩擦力作用。(2)A4纸所受滑动摩擦力Ff=2μFN=2×0.4×3N=2.4N,所以要把A4纸从书中拉出,拉力至少应为2.4N。答案:(1)2个,A4纸与书的上下两个接触面都受滑动摩擦力作用。(2)2.4N8.(16分)如图所示,轻质弹簧的劲度系数为20N/cm,用其拉着一个重200N的物体在水平面上运动。当弹簧的伸长量为4cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动。(1)求物体与水平面间的动摩擦因数。(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到的摩擦力有多大?(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力有多大?【解析】(1)物体做匀速直线运动,由二力平衡条件可得滑动摩擦力F1=F=kx=20×4N=80N,故物体与水平面间的动摩擦因数μ====0.4。(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力F′=kx′=20×6N=120N。这时物体受到的摩擦力F2仍为滑动摩擦力,大小不变,即F2=F1=80N。(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力F3仍为滑动摩擦力,大小不变,即F3=F1=80N。答案:(1)0.4(2)120N80N(3)80N(15分钟40分)9.(6分)(多选)某同学骑一共享单车,在水平路面上正用脚蹬车前进,两轮皆不打滑,下列说法正确的是()A.前轮受静摩擦力,方向向后B.前轮受静摩擦力,方向向前C.后轮受静摩擦力,方向向后D.后轮受静摩擦力,方向向前【解析】选A、D。骑车前进时,后轮是主动轮,在它与地面接触处有相对地面向后滑的趋势,故受向前的摩擦力;前轮是从动轮,它在与地面接触处有相对于地面向前滑的趋势,故受向后的摩擦力,A、D正确。10.(6分)如图所示,运动员使冰壶以初速度v0开始,在水平面上做向左减速直线运动,下列判断正确的是()A.冰壶在运动过程中受到4个力的作用B.冰壶受到的摩擦力方向水平向右C.冰壶受到的摩擦力大小随冰壶的运动速度减小而减小D.冰壶受到的摩擦力大小随冰壶的运动速度减小而增大【解析】选B。对冰壶进行受力分析,冰壶受到重力、支持力、滑动摩擦力三个力作用,故A错误;冰壶受到滑动摩擦力与相对运动方向相反,冰壶相对于水平面向右运动,所以冰壶受滑动摩擦力方向向右,故B正确;滑动摩擦力Ff=μFN=μmg,不会随冰壶的运动速度减小而变化,故C错误,D错误。11.(6分)(多选)如图所示,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()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【解析】选B、C。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。12.(22分)如图所示,在水平桌面上放一个重GA=20N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数为0.4,使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少?如果再在木块A上加一块重为GB=10N的木块B,B与A之间的动摩擦因数为0.2,那么当A、B两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多少?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?【解析】未放上木块B时,FN=GA=20N,桌面对A的摩擦力为Ff1=μAFN=μAGA=0.4×20N=8N根据二力平衡条件,拉力F=Ff1=8N加上木块B后,F′N=GA+GB=20N+10N=30N,桌面对A的摩擦力为:F′f1=μAF′N=μA(GA+GB)=0.4×30N=12N,故拉力F′=F′f1=12N由于A、B两木块间无相对运动,所以A、B两木块间不产生摩擦力,即B受到的摩擦力Ff2=0。答案:8N12N0【补偿训练】质量为40kg的物体静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.5,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等,现给物体一水平拉力F。(取g=10N/kg)(1)当拉力大小为50N时,地面对物体的摩擦力是多大?(2)当拉力大小为300N时,地面对物体的摩擦力是多大?【解析】在地面上,FN=mg,则滑动摩擦力(即最大静摩擦力Fmax)大小为Fmax=μFN=μmg=0.5×40×10N=200N。(1)当拉力F=50N时,FFmax,物体静止,则由二力平衡知:地面对物体的静摩擦力的大小F静=F=50N(2)当拉力F=300N时,FFmax,物体滑动。则地面对物体的滑动摩擦力的大小F滑=μFN=μmg=200N答案:(1)50N(2)200N