- 摩擦力
- 共9841题
用一根长为20cm,劲度系数为k=200N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上质量为1kg的木块,弹簧的长度逐渐伸长到22.4cm时木块开始运动,当弹簧的长度为21.7cm时,木块在桌面上匀速运动
(1)木块受到的最大静摩擦力多大?
(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少?(g=10m/s2)
正确答案
解:(1)木块在刚滑动之前,受到静摩擦力已达到最大值,其最大值为:
Fmax=F=k(x1-x0)=200×(22.4-20)×10-2N=4.8N
(2)当木块做匀速运动时,木块受到的滑动摩擦力F滑与弹簧的拉力大小相等、方向相反.
F滑=F′=k(x2-x0)=200×(21.7-20)×10-2N=3.4N,
因为F滑=μFN=μG
所以动摩擦因数为:μ==0.34
答:(1)木块受到的最大静摩擦力4.8N
(2)木块与桌面间的动摩擦因数是0.34
解析
解:(1)木块在刚滑动之前,受到静摩擦力已达到最大值,其最大值为:
Fmax=F=k(x1-x0)=200×(22.4-20)×10-2N=4.8N
(2)当木块做匀速运动时,木块受到的滑动摩擦力F滑与弹簧的拉力大小相等、方向相反.
F滑=F′=k(x2-x0)=200×(21.7-20)×10-2N=3.4N,
因为F滑=μFN=μG
所以动摩擦因数为:μ==0.34
答:(1)木块受到的最大静摩擦力4.8N
(2)木块与桌面间的动摩擦因数是0.34
质量5Kg的活塞夹在一个粗糙的竖立气缸缸内,活塞与缸壁间的最大静摩擦力为10N.现在利用轻质绳子通过两个光滑定滑轮将活塞与质量M的铁锭相连.问要使活塞相对缸壁静止,铁锭质量M的范围?(取g=10m/s2)
正确答案
解:当钢锭质量最大时,活塞有向上滑的趋势,则活塞受到向下的静摩擦力,
此时Mg=mg+F=50+10=60N
所以最大质量为6kg
当钢锭质量最小时,活塞有向下滑的趋势,则活塞受到向上的静摩擦力,
此时Mg=mg-F=50-10=40N
所以最小质量为4kg
所以铁锭质量M的范围为4kg≤M≤6kg
答:铁锭质量M的范围为4kg≤M≤6kg
解析
解:当钢锭质量最大时,活塞有向上滑的趋势,则活塞受到向下的静摩擦力,
此时Mg=mg+F=50+10=60N
所以最大质量为6kg
当钢锭质量最小时,活塞有向下滑的趋势,则活塞受到向上的静摩擦力,
此时Mg=mg-F=50-10=40N
所以最小质量为4kg
所以铁锭质量M的范围为4kg≤M≤6kg
答:铁锭质量M的范围为4kg≤M≤6kg
在水平桌面上叠放着A、B物体,如图.B与桌面间的动摩擦因数为0.4,两物体的质量分别为mA=2kg,mB=3kg.用30N的水平力F拉B时,AB未产生相对滑动,求A受到的摩擦力.(取g=10m/s2)
正确答案
解:对整体受力分析,受重力、支持力和向左的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有:
F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a
解得:a=2m/s2水平向右,
再对A受力分析,受重力、支持力和向右的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
fBA=mAa=2kg×2m/s2=4N
答:A受到的摩擦力为4N,方向向右.
解析
解:对整体受力分析,受重力、支持力和向左的滑动摩擦力,根据牛顿第二定律,有:
F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a
解得:a=2m/s2水平向右,
再对A受力分析,受重力、支持力和向右的静摩擦力,根据牛顿第二定律,有
fBA=mAa=2kg×2m/s2=4N
答:A受到的摩擦力为4N,方向向右.
质量为20N的木块放置在水平桌面上,当用3N的力拉物块时没有拉动,则此时摩擦力为______N,当用6N的水平力拉时仍没有动,摩擦力为______N,当用8N的力拉物块时物体恰好做匀速运动,此时摩擦力为______N,当用10N的力时物体做加速运动,摩擦力为______N,这个木块与桌面间的摩擦系数为______.
正确答案
解:当用3N的力拉物块木块静止时,木块在水平方向上受静摩擦力f与拉力F处于平衡状态,由平衡条件得:f=F=3N.当用6N的水平力拉时仍没有动,摩擦力为
6N;当用8N的力拉物块时物体恰好做匀速运动,此时摩擦力为f=μN=μmg=8N,解得=0.4,当用10N的力时物体做加速运动,摩擦力为滑动摩擦力8N,这个木块与桌面间的摩擦系数为0.4.
故答案为:3,6,8,8,0.4
解析
解:当用3N的力拉物块木块静止时,木块在水平方向上受静摩擦力f与拉力F处于平衡状态,由平衡条件得:f=F=3N.当用6N的水平力拉时仍没有动,摩擦力为
6N;当用8N的力拉物块时物体恰好做匀速运动,此时摩擦力为f=μN=μmg=8N,解得=0.4,当用10N的力时物体做加速运动,摩擦力为滑动摩擦力8N,这个木块与桌面间的摩擦系数为0.4.
故答案为:3,6,8,8,0.4
重为400N的木箱,放在水平地面上,木箱与地面间的最大静摩擦力是120N,动摩擦因数是0.25.
(1)若用80N的水平推力推木箱,求木箱所受的摩擦力的大小;
(2)若用160N的水平推力推木箱,求木箱所受的摩擦力的大小.
正确答案
解:当用80N的水平力推木箱时,木箱不动,此时受的摩擦力是静摩擦力,大小与水平力推力相等,也是80N;
用160N的水平力推木箱时,160N大于120N了,物体要运动,此时受的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小为F=μFN=0.25×400N=100N;
答:(1)若用80N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力的大小80N;
(2)若用160N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力的大小100N.
解析
解:当用80N的水平力推木箱时,木箱不动,此时受的摩擦力是静摩擦力,大小与水平力推力相等,也是80N;
用160N的水平力推木箱时,160N大于120N了,物体要运动,此时受的摩擦力是滑动摩擦力,滑动摩擦力的大小为F=μFN=0.25×400N=100N;
答:(1)若用80N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力的大小80N;
(2)若用160N的水平推力推木箱,木箱所受的摩擦力的大小100N.
重为G的木块与水平地面间的动摩擦因数为μ,一人欲用最小的作用力F使木块做匀速运动,则此最小作用力的大小和方向应如何?
正确答案
解:对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和摩擦力,将支持力和摩擦力合成,由于Ff=μFN,故不论FN如何改变,Ff与FN的合力F1的方向都不会发生改变,设与竖直方向的夹角为φ,如下图所示:
平面对物体的作用力F1与竖直方向的夹角一定为φ,由于tanφ=μ,
又由于F1、Fn 和G三力平衡,应构成一个封闭三角形,当改变Fn与水平方向夹角时,Fn和F1的大小都会发生改变,且Fn与F1方向垂直时Fn的值最小;
故拉力的最小值为:Fn=mgsinφ,与水平方向成arctanμ角斜向上.
答:最小作用力的大小mgsinθ,与水平方向成arctanμ角斜向上.
解析
解:对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和摩擦力,将支持力和摩擦力合成,由于Ff=μFN,故不论FN如何改变,Ff与FN的合力F1的方向都不会发生改变,设与竖直方向的夹角为φ,如下图所示:
平面对物体的作用力F1与竖直方向的夹角一定为φ,由于tanφ=μ,
又由于F1、Fn 和G三力平衡,应构成一个封闭三角形,当改变Fn与水平方向夹角时,Fn和F1的大小都会发生改变,且Fn与F1方向垂直时Fn的值最小;
故拉力的最小值为:Fn=mgsinφ,与水平方向成arctanμ角斜向上.
答:最小作用力的大小mgsinθ,与水平方向成arctanμ角斜向上.
如图所示,倾角为α=30°的斜面上放一定质量的物体,用K=100N/m的轻质弹簧平行于斜面吊着,物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态,而超过这一范围,物体都会沿斜面滑动.若lAP=22cm,lAQ=8cm,试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小.(g取10N/kg)
正确答案
解:令弹簧原长为L,物体在P,Q点弹簧形变量分别为x1,x2,最大静摩擦力为f,根据物体平衡得:
P点处:Kx1=mgsinα+fm
Q点处:mgsinα+kx2=fm
L+x1=0.22m
L-x2=0.08m
解得:fm=7N
答:物体与斜面间的最大静摩擦力的大小是7N.
解析
解:令弹簧原长为L,物体在P,Q点弹簧形变量分别为x1,x2,最大静摩擦力为f,根据物体平衡得:
P点处:Kx1=mgsinα+fm
Q点处:mgsinα+kx2=fm
L+x1=0.22m
L-x2=0.08m
解得:fm=7N
答:物体与斜面间的最大静摩擦力的大小是7N.
如图所示,重物A的质量为5kg,此时A与桌面间的最大静摩擦力为10N,连接A的轻绳水平,不计定滑轮与轻绳之间的摩擦.拉力F=30N时,系统处于静止状态.求物体B的质量M的取值范围?(g=10m/s2)
正确答案
解:当物体B质量大时,物体A有向右运动趋势,则静摩擦力向左最大Mg=F+Fmax=30+10=40N,∴最大M=4kg
当物体B质量小时,物体A有向左运动趋势,则静摩擦力向右最小Mg=F-Fmax=30-10=20N,∴最小M=2kg
综合得出物体B的质量为:2kg≤M≤4kg
答:物体的质量取值为2kg∽4kg.
解析
解:当物体B质量大时,物体A有向右运动趋势,则静摩擦力向左最大Mg=F+Fmax=30+10=40N,∴最大M=4kg
当物体B质量小时,物体A有向左运动趋势,则静摩擦力向右最小Mg=F-Fmax=30-10=20N,∴最小M=2kg
综合得出物体B的质量为:2kg≤M≤4kg
答:物体的质量取值为2kg∽4kg.
要将质量为30kg的木箱在水平地面上推动,至少需要150N的水平推力,但在推动以后只需120N的水平推力就能使它匀速运动.(g=10m/s2)
(1)求木箱所受最大静摩擦力大小;
(2)求滑动摩擦力的大小;
(3)动摩擦因数多大.
正确答案
解:
(1)由题,要将木箱在水平地面上推动,至少需要150N的水平推力,此时水平推力等于最大静摩擦力,则木箱所受最大静摩擦力大小为150N.
(2)依题,需用120N的水平推力使木箱匀速运动,由平衡条件得到,滑动摩擦力为f=120N.
(3)木箱在水平地面上滑动,对水平地面的压力大小为N=mg=300N,则动摩擦因数μ==
=0.4
答:
(1)木箱所受最大静摩擦力大小是150N;
(2)滑动摩擦力的大小是120N;
(3)动摩擦因数是0.4.
解析
解:
(1)由题,要将木箱在水平地面上推动,至少需要150N的水平推力,此时水平推力等于最大静摩擦力,则木箱所受最大静摩擦力大小为150N.
(2)依题,需用120N的水平推力使木箱匀速运动,由平衡条件得到,滑动摩擦力为f=120N.
(3)木箱在水平地面上滑动,对水平地面的压力大小为N=mg=300N,则动摩擦因数μ==
=0.4
答:
(1)木箱所受最大静摩擦力大小是150N;
(2)滑动摩擦力的大小是120N;
(3)动摩擦因数是0.4.
重为400N的木箱放在水平地面上,动摩擦因数为0.25,如果分别用70N和150N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力分别为多大?(设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等)
正确答案
解:最大静摩擦力F=μFN=0.25×400 N=100 N,推力为70 N时,木箱不动,木箱受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于70N.
推力为150 N时,木箱相对地面运动,木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小F=μFN=100 N
答:用70N的力推时为静摩擦力,大小为70N;用100N的力推时为滑动摩擦力,大小为100 N.
解析
解:最大静摩擦力F=μFN=0.25×400 N=100 N,推力为70 N时,木箱不动,木箱受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于70N.
推力为150 N时,木箱相对地面运动,木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小F=μFN=100 N
答:用70N的力推时为静摩擦力,大小为70N;用100N的力推时为滑动摩擦力,大小为100 N.
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