- 相互作用
- 共34453题
一物体放到水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长了3cm,当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长了2cm,用弹簧测量此物体的重力时,弹簧伸长了10cm,己知弹簧的劲度系数为k=200N/m,(g=10N/kg)求:
(1)物体所受的最大静摩擦力为多少.
(2)物体和地板间的动摩擦因数.
正确答案
解:(1)刚开始运动时的摩擦力即为最大静摩擦力
Fm=kx1=6N;
(2)物体匀速前进时,摩擦力为滑动摩擦力F=kx2=4N
G=FN.
物体的重力G=kx3=20N
动摩擦因数 µ==0.2
解:(1)最大静摩擦力为6N;(2)动摩擦力因数为0.2.
解析
解:(1)刚开始运动时的摩擦力即为最大静摩擦力
Fm=kx1=6N;
(2)物体匀速前进时,摩擦力为滑动摩擦力F=kx2=4N
G=FN.
物体的重力G=kx3=20N
动摩擦因数 µ==0.2
解:(1)最大静摩擦力为6N;(2)动摩擦力因数为0.2.
如图所示,重为G=50N的木块放在水平地面上,它与水平面的动摩擦因素为μ=0.2,受到与水平方向夹角为37°的推力F=10N的作用.
(1)求木块所受的摩擦力.
(2)若推力增大到20N,求木块所受摩擦力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解:(1)对物体进行受力分析得:
N-mg-Fsin37°=0
N=mg+Fsin37°=50+10×0.6N=56N
最大静摩擦力为:f=μN=0.2×56N=11.2N
水平方向Fcos37°=8N
因为8N<11.2N
此时木块处于静止状态,此时受静摩擦力,大小为8N.
(2)若推力增大到20N,
N′=mg+F′sin37°=50+20×0.6N=62N
f′=μN′=0.2×62N=12.4N
水平方向Fcos37°=16N
因为12.4N<16N
此时为滑动摩擦力,大小为12.4N
答:(1)求木块所受的摩擦力为8N.
(2)若推力增大到20N,木块所受摩擦力为12.4N.
解析
解:(1)对物体进行受力分析得:
N-mg-Fsin37°=0
N=mg+Fsin37°=50+10×0.6N=56N
最大静摩擦力为:f=μN=0.2×56N=11.2N
水平方向Fcos37°=8N
因为8N<11.2N
此时木块处于静止状态,此时受静摩擦力,大小为8N.
(2)若推力增大到20N,
N′=mg+F′sin37°=50+20×0.6N=62N
f′=μN′=0.2×62N=12.4N
水平方向Fcos37°=16N
因为12.4N<16N
此时为滑动摩擦力,大小为12.4N
答:(1)求木块所受的摩擦力为8N.
(2)若推力增大到20N,木块所受摩擦力为12.4N.
粉料或颗粒料(如沙粒,锯末,煤炭,谷物等)自然堆积成圆锥体,如图所示.粉料之间的静摩擦因数为μ,如果该粉料堆高度为h,求该粉料堆底面积.
正确答案
解:设圆周长为L,底面半径为r,圆锥体高为h,圆锥面的倾角为θ.当圆锥体定形后,根据平衡条件得:
mgsinθ=μmgcosθ
得到:μ=tanθ=
解得:r=.
所以底面积:S=πr2=
答:底面积为.
解析
解:设圆周长为L,底面半径为r,圆锥体高为h,圆锥面的倾角为θ.当圆锥体定形后,根据平衡条件得:
mgsinθ=μmgcosθ
得到:μ=tanθ=
解得:r=.
所以底面积:S=πr2=
答:底面积为.
有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧.如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码,弹簧压缩2mm.现用这支圆珠笔水平推一部放在桌面上的质量也为200g的一本书,当按钮压缩量为1.5mm时,这本书匀速运动.试求:
(1)笔内小弹簧的劲度系数;
(2)书与桌面间的摩擦力的大小;
(3)书与桌面间的动摩擦因数是多大?(g取10m/s2)
正确答案
解:(1)当笔杆竖直放置时,弹簧的弹力大小:f弹=mg=200×10-3×10=2N
由胡克定律f=kx,得:k==
=1×103N/m
(2)当书匀速运动时,有f弹=f滑
而弹力:f弹=kx′=1×103×1.5×103=1.5N
即得书与桌面间的摩擦力:f滑=1.5N
(3)要使书恰好能匀速运动,则有:f=μmg
得:μ==
=0.75;
答:(1)笔内小弹簧的劲度系数是1×103N/m;
(2)书与桌面间的摩擦力的大小是1.5N.
(3)书与桌面间的动摩擦因数是μ=0.75.
解析
解:(1)当笔杆竖直放置时,弹簧的弹力大小:f弹=mg=200×10-3×10=2N
由胡克定律f=kx,得:k==
=1×103N/m
(2)当书匀速运动时,有f弹=f滑
而弹力:f弹=kx′=1×103×1.5×103=1.5N
即得书与桌面间的摩擦力:f滑=1.5N
(3)要使书恰好能匀速运动,则有:f=μmg
得:μ==
=0.75;
答:(1)笔内小弹簧的劲度系数是1×103N/m;
(2)书与桌面间的摩擦力的大小是1.5N.
(3)书与桌面间的动摩擦因数是μ=0.75.
如图所示,有两本完全相同的书A、B,书重均为5N,若将两本书等分成若干份后交叉地叠放在一起置于光滑桌面上,并将书A固定不动,用水平向右的力F把书B匀速抽出,现测得一组数据如下:
根据以上数据,试求:
(1)若将书分成32份,力F应为多大?
(2)该书的页数.
(3)该书任意两张纸之间的动摩擦因数为多少?
正确答案
解:(1)对表中数据分析可知:将书分成四份时,力F比前一次增加6 N,将书分成8份时,力F比前一次增加12 N,由此可知,每这样分一次,增加的力是上次增加的力的2倍,
故将书分成32份,力F应比前一次增加48 N.
故F=46.5N+48 N=94.5 N,
所以将书分成32份,力F应为94.5 N.
(2)将书分成64份时,比分成32份时力F应增大96N,故94.5N+96N=190.5 N,可知书的总页数应为128页
(3)以分成2份为例,对书B列方程有:
F=μ•mg+μ•mg+
μ•mg=3μG
因为G=5 N,所以μ=0.3
答:(1)若将书分成32份,力F应为94.5N;
(2)该书的页数为128页;
(3)本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数μ为0.3.
解析
解:(1)对表中数据分析可知:将书分成四份时,力F比前一次增加6 N,将书分成8份时,力F比前一次增加12 N,由此可知,每这样分一次,增加的力是上次增加的力的2倍,
故将书分成32份,力F应比前一次增加48 N.
故F=46.5N+48 N=94.5 N,
所以将书分成32份,力F应为94.5 N.
(2)将书分成64份时,比分成32份时力F应增大96N,故94.5N+96N=190.5 N,可知书的总页数应为128页
(3)以分成2份为例,对书B列方程有:
F=μ•mg+μ•mg+
μ•mg=3μG
因为G=5 N,所以μ=0.3
答:(1)若将书分成32份,力F应为94.5N;
(2)该书的页数为128页;
(3)本书任意两张纸之间的滑动摩擦系数μ为0.3.
如图所示,一质量为1kg的长木板放在水平桌面上,木板与桌面间的最大静摩擦力为3.0N,动摩擦因数为0.3.在木板被水平推力推动的过程中,当木板伸出桌面
时,木板受到的摩擦力为多大?
正确答案
解:木板与桌面间的最大静摩擦力为3.0N,
而滑动摩擦力F=μFN=0.3×1×9.8 N=2.94 N,
但在木板被水平推力推动的过程中,
当木板伸出桌面时,木板受到的摩擦力仍为,大小F=2.94 N
答:木板受到的摩擦力为2.94N.
解析
解:木板与桌面间的最大静摩擦力为3.0N,
而滑动摩擦力F=μFN=0.3×1×9.8 N=2.94 N,
但在木板被水平推力推动的过程中,
当木板伸出桌面时,木板受到的摩擦力仍为,大小F=2.94 N
答:木板受到的摩擦力为2.94N.
已知一些材料间的动摩擦因数如表所示:
如图所示,质量为1.0kg的物块置于某材料制作的固定斜面上,斜面倾角为37°,现用弹簧秤沿斜面方向拉此物块,使其以0.1m/s2的加速度匀加速上升,此时弹簧秤的示数为8.5N,则两接触面是由表格中什么材料组合的.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解:对物体受力分析,如图所示:
G1=Gsin37°=mgsin37°
G2=Gcos37°=mgcos37°
由牛顿第二定律得:
F-μmgcos30°-mgsin30°=ma,
FN=G2
Ff=μFN
解得:μ==
=0.30;
由表格可知,两接触面的材料为木-木组合;
答:两接触面的材料为木-木组合.
解析
解:对物体受力分析,如图所示:
G1=Gsin37°=mgsin37°
G2=Gcos37°=mgcos37°
由牛顿第二定律得:
F-μmgcos30°-mgsin30°=ma,
FN=G2
Ff=μFN
解得:μ==
=0.30;
由表格可知,两接触面的材料为木-木组合;
答:两接触面的材料为木-木组合.
如图所示,物体A、B的重量均为20N,A与B、B与地的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=30N时,才能将A匀速拉出,求接触面间的动摩擦因数.
正确答案
解:以A物体为研究对象,其受力情况如图所示:
则物体B对其压力:FN2=GB=20N,
地面对A的支持力:FN1=GA+GB=40N,
因此A受B的滑动摩擦力:Ff2=μFN2=20μ,
A受地面的摩擦力:Ff1=μFN1=40μ,
又由题意得:F=Ff1+Ff2=60μ+20μ=60μ,F=30N,
代入即可得到:μ=0.5.
答:接触面间的动摩擦因数为0.5.
解析
解:以A物体为研究对象,其受力情况如图所示:
则物体B对其压力:FN2=GB=20N,
地面对A的支持力:FN1=GA+GB=40N,
因此A受B的滑动摩擦力:Ff2=μFN2=20μ,
A受地面的摩擦力:Ff1=μFN1=40μ,
又由题意得:F=Ff1+Ff2=60μ+20μ=60μ,F=30N,
代入即可得到:μ=0.5.
答:接触面间的动摩擦因数为0.5.
如图所示,一弹性轻绳的一端固定于O点,另一端系一重物A,开始时,物体静止在水平面上,并对水平面有压力,在B处有一与绳垂直的光滑杆,OB为弹性轻绳的自然长度,现有一水平拉力F使物体A沿水平面缓慢移动,(已知弹性绳上产生的弹力与绳的伸长量成正比,且整个过程绳处于弹性限度内)
(1)试分析此过程中物体A受到的摩擦力的变化情况.
(2)已知物体A的质量是m=5kg,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.5,当绳与水平面的夹角为37°时,拉力F恰为50N,求此时物体受到绳的弹力T和物体与地面间的摩擦力f.
正确答案
解:物体A在C处受到重力、支持力、水平拉力、弹性绳的拉力和摩擦力.如图.
设与B点距地面的高度为h,弹性绳与水平面的夹角为θ,BC长度为x(即形变量),根据正交分解得:
N=mg-kxsinθ=mg-kx•=mg-kh.
所以支持力不变,摩擦力f=μN,知地面对A的摩擦力保持不变.
(2)当θ=37°时,F=50N,则有:Tsin37°+FN-mg=0
F-Tcos37°-μFN=0
解得:T=
代入数据,解得T=50N;
而f=μFN=μ(mg-Tsin37°)
代入数据,解得f=10N.
答:(1)分析此过程中物体A受到的摩擦力的不变.
(2)此时物体受到绳的弹力T和物体与地面间的摩擦力10N.
解析
解:物体A在C处受到重力、支持力、水平拉力、弹性绳的拉力和摩擦力.如图.
设与B点距地面的高度为h,弹性绳与水平面的夹角为θ,BC长度为x(即形变量),根据正交分解得:
N=mg-kxsinθ=mg-kx•=mg-kh.
所以支持力不变,摩擦力f=μN,知地面对A的摩擦力保持不变.
(2)当θ=37°时,F=50N,则有:Tsin37°+FN-mg=0
F-Tcos37°-μFN=0
解得:T=
代入数据,解得T=50N;
而f=μFN=μ(mg-Tsin37°)
代入数据,解得f=10N.
答:(1)分析此过程中物体A受到的摩擦力的不变.
(2)此时物体受到绳的弹力T和物体与地面间的摩擦力10N.
如图所示,质量均为1kg的AB两物体叠放在粗糙水平面上,AB间摩擦系数为0.4,B与地面间摩擦系数为0.5,当用大小为7N的水平拉力拉A物体时,求A受到的摩擦力和B受到地的摩擦力.
正确答案
解:对A受分析可知,A水平方向受拉力及摩擦力,最大静摩擦力:Fm=μmg=0.4×10=4N<7N;故物体A将发生滑动;故A受到的摩擦力为滑动摩擦力fA=4N;方向向左;
再对B受力分析可知,B水平方向受A的摩擦力,大小为FAB=4N;而B与地面间的最大静摩擦力为:FmB=μB(2mg)=0.5×20=10N>4N;故B静止,由二力平衡可知,B受地面的摩擦力:FB=FAB=4N;方向向左;
答:A受到的摩擦力为4N,方向向左;B受地面的摩擦力为4N,方向向左.
解析
解:对A受分析可知,A水平方向受拉力及摩擦力,最大静摩擦力:Fm=μmg=0.4×10=4N<7N;故物体A将发生滑动;故A受到的摩擦力为滑动摩擦力fA=4N;方向向左;
再对B受力分析可知,B水平方向受A的摩擦力,大小为FAB=4N;而B与地面间的最大静摩擦力为:FmB=μB(2mg)=0.5×20=10N>4N;故B静止,由二力平衡可知,B受地面的摩擦力:FB=FAB=4N;方向向左;
答:A受到的摩擦力为4N,方向向左;B受地面的摩擦力为4N,方向向左.
木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,求:力F作用后木块A和木块B所受摩擦力的大小和方向.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
正确答案
解:未加F时,木块AB受力平衡,所受静摩擦力等于弹簧的弹力,则弹簧弹力为:
F1=kx=400N/m×0.02m=8N;
B木块与地面间的最大静摩擦力为:
fBm=μGB=0.25×60N=15N;
而A木块与地面间的最大静摩擦力为:
fAm=μGA=0.25×50N=12.5N;
施加F后,对木块B有:F+F1<fBm;
木块B受摩擦力仍为静摩擦力,其大小为fB=1N+8N=9N,方向水平向左;
施加F后,木块A所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为fA=8N;方向水平向右;
答:力F作用后木块A受到的摩擦力大小为8N,方向水平向右;木块B所受摩擦力的大小为9N,方向水平向左.
解析
解:未加F时,木块AB受力平衡,所受静摩擦力等于弹簧的弹力,则弹簧弹力为:
F1=kx=400N/m×0.02m=8N;
B木块与地面间的最大静摩擦力为:
fBm=μGB=0.25×60N=15N;
而A木块与地面间的最大静摩擦力为:
fAm=μGA=0.25×50N=12.5N;
施加F后,对木块B有:F+F1<fBm;
木块B受摩擦力仍为静摩擦力,其大小为fB=1N+8N=9N,方向水平向左;
施加F后,木块A所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为fA=8N;方向水平向右;
答:力F作用后木块A受到的摩擦力大小为8N,方向水平向右;木块B所受摩擦力的大小为9N,方向水平向左.
如图所示为一遵从胡克定律的弹性轻绳,其一端固定在天花板上的O点,另一端与静止在动摩擦因数恒定的水平地面上的滑块A相连.当绳处于竖直位置时,滑块A对地面有压力,B为紧挨绳的光滑水平小钉,它到天花板的距离BO等于弹性绳的自然长度.现用一水平力F作用于A,使它向右作直线运动.在运动过程中,作用于A的摩擦力______
A.逐渐增大 B.逐渐减小
C.保持不变 D.条件不足,无法判断.
正确答案
解:设开始时AB的长度为L,则开始时刻A对地面的压力F=mg-KL;
设某一时刻绳子与竖直方向的夹角为θ,则绳子的弹力为F′=K;
其向上分力Fy=F′cosθ=KL,故物体对地面的压力为mg-KL,保持不变;
因f=μF,故摩擦力也保持不变,
故选C.
解析
解:设开始时AB的长度为L,则开始时刻A对地面的压力F=mg-KL;
设某一时刻绳子与竖直方向的夹角为θ,则绳子的弹力为F′=K;
其向上分力Fy=F′cosθ=KL,故物体对地面的压力为mg-KL,保持不变;
因f=μF,故摩擦力也保持不变,
故选C.
如图所示,地面上放一木箱,质量为40kg,用100N的力与水平方向成37°角推木箱,恰好使木箱匀速前进.(取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)求动摩擦因素μ
(2)若用此力与水平成37°角向斜上方拉木箱,求木箱所受摩擦力为多大?
正确答案
解:(1)木箱匀速运动时,受到重力、推力F、水平面的支持力和摩擦力作用,力图如图.
由平衡条件得
Fcos37°=f1
N1=Mg+Fsin37°
又f1=μN1
由以上三式联立得Fcos37°=μ(Mg+Fsin37°)
解得μ=0.17
当推力变为拉力时木箱受力情况如图,
则 N2=Mg-Fsin37°=340N
f2=μN2=59N
答:(1)动摩擦因素μ为0.17;
(2)木箱所受摩擦力为59N.
解析
解:(1)木箱匀速运动时,受到重力、推力F、水平面的支持力和摩擦力作用,力图如图.
由平衡条件得
Fcos37°=f1
N1=Mg+Fsin37°
又f1=μN1
由以上三式联立得Fcos37°=μ(Mg+Fsin37°)
解得μ=0.17
当推力变为拉力时木箱受力情况如图,
则 N2=Mg-Fsin37°=340N
f2=μN2=59N
答:(1)动摩擦因素μ为0.17;
(2)木箱所受摩擦力为59N.
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,求
(1)用70N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是多少?
(2)用150N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是多少?
正确答案
解:当用70N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,静摩擦f1=F1=70N;
用150N的水平力推木箱时,150N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)用70N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是70N,
(2)用150N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是100N.
解析
解:当用70N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,静摩擦f1=F1=70N;
用150N的水平力推木箱时,150N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)用70N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是70N,
(2)用150N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是100N.
如图所示,一木板B放在水平地面上,木块A放在B的上面,A的右端通过细线、轻质弹簧秤固定在直立的墙壁上,用F向左拉动B,使它以速度v运动,稳定后,弹簧秤示数为T,求:
(1)木块A和木板B之间的摩擦力为多大?
(2)若用2F的力向左拉动B,使它向左运动,则当稳定后,弹簧秤示数为多大?
(3)通过此装置还能测量木块A和木板B之间的动摩擦因数,写出你的方法,并写出表达式.
正确答案
解:(1)由于此时木块A处于平衡状态,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T;
(2)当用2F的力向左拉动B,使它向左运动,稳定后,A仍处于平衡状态,此时弹簧秤示数等于AB间的滑动摩擦力T;
(3)先用弹簧秤测出A的重力G,再利用题中装置,用F向左拉动B,使它以速度v运动,稳定后,弹簧秤示数为T,此时A受到的摩擦力为T,所以.
答:(1)木块A和木板B之间的摩擦力为T;
(2)若用2F的力向左拉动B,使它向左运动,则当稳定后,弹簧秤示数为T;
(3)先用弹簧秤测出A的重力G,再利用题中装置,用F向左拉动B,使它以速度v运动,稳定后,弹簧秤示数为T,此时A受到的摩擦力为T,表达式为.
解析
解:(1)由于此时木块A处于平衡状态,所以此时木块A所受的摩擦力大小等于T;
(2)当用2F的力向左拉动B,使它向左运动,稳定后,A仍处于平衡状态,此时弹簧秤示数等于AB间的滑动摩擦力T;
(3)先用弹簧秤测出A的重力G,再利用题中装置,用F向左拉动B,使它以速度v运动,稳定后,弹簧秤示数为T,此时A受到的摩擦力为T,所以.
答:(1)木块A和木板B之间的摩擦力为T;
(2)若用2F的力向左拉动B,使它向左运动,则当稳定后,弹簧秤示数为T;
(3)先用弹簧秤测出A的重力G,再利用题中装置,用F向左拉动B,使它以速度v运动,稳定后,弹簧秤示数为T,此时A受到的摩擦力为T,表达式为.
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