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1、課時素養(yǎng)評價十　摩擦力 (25分鐘　60分) 一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分) 1.第24屆冬季奧林匹克運動會將于2022年在北京舉行。高山滑雪是冬奧會的一個比賽項目,因速度快、驚險刺激而深受觀眾喜愛。在一段時間內(nèi),運動員始終以如圖所示的姿態(tài)加速下滑。關(guān)于運動員的受力情況,下列說法中正確的是 (　　) A.運動員受到沿雪道向下的摩擦力 B.運動員受到沿雪道向上的摩擦力 C.運動員受到豎直向上的支持力 D.運動員受到沿雪道向上的支持力 【解析】選B。運動員受到重力、支持力和滑動摩擦力,滑動摩擦力方向與相對運動方向相反,運動員相對雪道下滑,則滑動摩擦力方向沿雪

2、道向上;而支持力是垂直雪道向上,故B正確,A、C、D錯誤。 2.如圖所示,小華用與水平方向成α角的恒力拖地,拖把沿水平向右移動了一段距離。該過程中,地面對拖把的滑動摩擦力方向是 (　　) A.水平向右　　　　　　 B.水平向左 C.沿拖把桿向上 D.沿拖把桿向下 【解析】選B。滑動摩擦力的方向與相對運動方向相反,因拖把沿水平向右運動,則地面對拖把的滑動摩擦力方向水平向左,故選B。 3.用如圖所示裝置研究摩擦力的變化規(guī)律,把木塊放在水平長木板上,在彈簧測力計的指針下輕放一個小紙團,它只能被指針向左推動。用彈簧測力計沿水平方向拉木塊,使拉力由零緩慢增大。下列說法正確的是 (　　)

3、 A.木塊開始運動前,摩擦力可以用公式Ff=μFN計算 B.該實驗裝置可以記錄最大靜摩擦力的大小 C.木塊開始運動前,拉力小于摩擦力 D.當(dāng)拉力達到某一數(shù)值時木塊開始移動,運動過程中木塊受到的摩擦力會越來越大 【解析】選B。由題意可知,開始時木塊保持不動,木塊受靜摩擦力,不可以用公式Ff=μFN計算,根據(jù)平衡條件可知摩擦力始終等于拉力,故摩擦力大小隨拉力的增大而增大;而當(dāng)拉力達到某一數(shù)值時,木塊開始滑動,此時說明木塊恰好達到最大靜摩擦力;而由于滑動摩擦力要小于最大靜摩擦力,所以木塊移動后拉力將減小,運動過程中木塊受到的摩擦力保持不變,根據(jù)紙團的位置即可記錄下最大靜摩擦力,故B正確,

4、A、C、D錯誤。 4.已知一些材料間動摩擦因數(shù)如下:質(zhì)量為1 kg的物塊放置于水平面上,現(xiàn)用彈簧測力計沿水平方向勻速拉動此物塊時,讀得彈簧測力計的示數(shù)為3 N,則關(guān)于兩接觸面的材料可能是(取g=10 m/s2) (　　) 材料 鋼—鋼 木—木 木—金屬 木—冰 動摩擦 因數(shù) 0.25 0.30 0.20 0.03 A.鋼—鋼 B.木—木 C.木—金屬 D.木—冰 【解析】選B。物塊勻速運動時:F=Ff,滑動摩擦力為:Ff=μFN=μmg ,聯(lián)立解得:μ=0.3,由表中數(shù)據(jù)可知為木-木接觸,故A、C、D錯誤,B正確。 5.如圖所示,在研究摩擦力的實驗中,通

5、過向小桶中增加沙子來增大對小車的拉力F,小桶的質(zhì)量忽略不計,則小物塊A所受的摩擦力Ff隨拉力F的變化關(guān)系是 (　　) 【解析】選B。當(dāng)F較小時,小車不動,與A間是靜摩擦力,隨著F的增大而增大,當(dāng)F達到最大靜摩擦力后車滑動,與A間是滑動摩擦力,比最大靜摩擦力稍小,之后F增大,摩擦力不變。 6.如圖所示,物體在F=100 N、方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右運動。已知物體與水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.2,物體質(zhì)量m=5 kg,可知物體所受摩擦力為(g取10 N/kg) (　　) A.10 N,水平向左 B.10 N,水平向右 C.20 N,水平向左 D.20 N,水平

6、向右 【解析】選A。物體相對地面運動,故物體受到的是滑動摩擦力,則摩擦力的大小為Ff=μFN=μmg=0.2×5×10 N=10 N;滑動摩擦力的方向與相對運動方向相反,故摩擦力方向水平向左。 二、計算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要標(biāo)明單位) 7.(14分)將一張A4紙(質(zhì)量可忽略不計)夾在英漢字典內(nèi),書對A4紙的壓力為 3 N,A4紙與書之間的動摩擦因數(shù)為0.4。(假設(shè)A4紙所受最大靜摩擦力大小與滑動摩擦力大小相等)請思考: (1)A4紙受到幾個摩擦力作用,為什么? (2)要把A4紙從書中拉出拉力至少應(yīng)為多少? 【解析】(1)A4紙

7、受到兩個摩擦力作用。因為A4紙與書的上下兩個接觸面都受滑動摩擦力作用。 (2)A4紙所受滑動摩擦力Ff=2μFN=2×0.4×3 N=2.4 N,所以要把A4紙從書中拉出,拉力至少應(yīng)為2.4 N。 答案:(1)2個,A4紙與書的上下兩個接觸面都受滑動摩擦力作用?！?2)2.4 N 8.(16分)如圖所示,輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為20 N/cm,用其拉著一個重200 N的物體在水平面上運動。當(dāng)彈簧的伸長量為4 cm時,物體恰在水平面上做勻速直線運動。 (1)求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)。 (2)當(dāng)彈簧的伸長量為6 cm時,物體受到的水平拉力有多大?這時物體受到的摩擦力有多大? (3

8、)如果在物體運動的過程中突然撤去彈簧,而物體在水平面上能繼續(xù)滑行,這時物體受到的摩擦力有多大? 【解析】(1)物體做勻速直線運動,由二力平衡條件可得滑動摩擦力F1=F=kx=20×4 N=80 N,故物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ====0.4。 (2)當(dāng)彈簧的伸長量為6 cm時,物體受到的水平拉力F′=kx′=20×6 N=120 N。這時物體受到的摩擦力F2仍為滑動摩擦力,大小不變,即F2=F1=80 N。 (3)如果在物體運動的過程中突然撤去彈簧,而物體在水平面上能繼續(xù)滑行,這時物體受到的摩擦力F3仍為滑動摩擦力,大小不變,即F3=F1=80 N。 答案:(1)0.4　(2)120

9、 N　80 N　(3)80 N (15分鐘　40分) 9.(6分)(多選)某同學(xué)騎一共享單車,在水平路面上正用腳蹬車前進,兩輪皆不打滑,下列說法正確的是 (　　) A.前輪受靜摩擦力,方向向后 B.前輪受靜摩擦力,方向向前 C.后輪受靜摩擦力,方向向后 D.后輪受靜摩擦力,方向向前 【解析】選A、D。騎車前進時,后輪是主動輪,在它與地面接觸處有相對地面向后滑的趨勢,故受向前的摩擦力;前輪是從動輪,它在與地面接觸處有相對于地面向前滑的趨勢,故受向后的摩擦力,A、D正確。 10.(6分)如圖所示,運動員使冰壺以初速度v0開始,在水平面上做向左減速直線運動,下列判斷正確的是 (

10、　　) A.冰壺在運動過程中受到4個力的作用 B.冰壺受到的摩擦力方向水平向右 C.冰壺受到的摩擦力大小隨冰壺的運動速度減小而減小 D.冰壺受到的摩擦力大小隨冰壺的運動速度減小而增大 【解析】選B。對冰壺進行受力分析,冰壺受到重力、支持力、滑動摩擦力三個力作用,故A錯誤;冰壺受到滑動摩擦力與相對運動方向相反,冰壺相對于水平面向右運動,所以冰壺受滑動摩擦力方向向右,故B正確;滑動摩擦力Ff=μFN=μmg,不會隨冰壺的運動速度減小而變化,故C錯誤,D錯誤。 11.(6分)(多選)如圖所示,有一重力不計的方形容器,被水平力F壓在豎直的墻面上處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)緩慢地向容器內(nèi)注水,直到將

11、容器剛好盛滿為止,在此過程中容器始終保持靜止,則下列說法中正確的是 (　　) A.容器受到的摩擦力不變 B.容器受到的摩擦力逐漸增大 C.水平力F可能不變 D.水平力F必須逐漸增大 【解析】選B、C。容器處于平衡狀態(tài),在豎直方向上重力與摩擦力平衡,盛滿水前墻面對容器的靜摩擦力一直增大,如果一直沒有達到正壓力F作用下的最大靜摩擦力,則水平力F可能不變,選項B、C正確。 12.(22分)如圖所示,在水平桌面上放一個重GA=20 N的木塊,木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.4,使這個木塊沿桌面做勻速運動時的水平拉力F為多少?如果再在木塊A上加一塊重為GB=10 N的木塊B,B與A之間的動

12、摩擦因數(shù)為0.2,那么當(dāng)A、B兩木塊一起沿桌面勻速滑動時,對木塊A的水平拉力應(yīng)為多少?此時木塊B受到木塊A的摩擦力多大? 【解析】未放上木塊B時, FN=GA=20 N, 桌面對A的摩擦力為 Ff1=μAFN=μAGA=0.4×20 N=8 N 根據(jù)二力平衡條件,拉力F=Ff1=8 N 加上木塊B后, F′N=GA+GB=20 N+10 N=30 N, 桌面對A的摩擦力為: F′f1=μAF′N=μA(GA+GB)=0.4×30 N=12 N,故拉力F′=F′f1=12 N 由于A、B兩木塊間無相對運動,所以A、B兩木塊間不產(chǎn)生摩擦力,即B受到的摩擦力Ff2=0。

13、答案:8 N　12 N　0 【補償訓(xùn)練】 　　質(zhì)量為40 kg的物體靜止在水平地面上,物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力與滑動摩擦力視為相等,現(xiàn)給物體一水平拉力F。(取g=10 N/kg) (1)當(dāng)拉力大小為50 N時,地面對物體的摩擦力是多大? (2)當(dāng)拉力大小為300 N時,地面對物體的摩擦力是多大? 【解析】在地面上,FN=mg,則滑動摩擦力(即最大靜摩擦力Fmax)大小為 Fmax=μFN=μmg=0.5×40×10 N=200 N。 (1)當(dāng)拉力F=50 N時,FFmax,物體滑動。則地面對物體的滑動摩擦力的大小F滑=μFN=μmg=200 N 答案:(1)50 N　(2)200 N 7