- 相互作用
- 共34453题
马拉着自重为600N的雪橇在水平冰面上做匀速运动,马需用水平拉力18N.若在雪橇上装货50kg,马用多大的水平拉力就可以使雪橇做匀速直线运动?雪橇和冰面间的滑动摩擦因数为多少?(计算时取g=10N/kg.)要求:有必要的受力分析示意图.
正确答案
解:经对雪橇受力分析得:
根据平衡条件得:
竖直方向:N=mg=600N
水平方向:F=f=18N
根据滑动摩擦力公式有f=μN=μG,
所以μ==
=0.03;
若在雪橇上装货50kg,即
G′=500+600=1100(N)时,
F′=μG′=0.03×1100=33(N)
答:若在雪橇上装货50kg,马用33N水平拉力就可以使雪橇做匀速直线运动.
雪橇和冰面间的滑动摩擦因数为0.03.
解析
解:经对雪橇受力分析得:
根据平衡条件得:
竖直方向:N=mg=600N
水平方向:F=f=18N
根据滑动摩擦力公式有f=μN=μG,
所以μ==
=0.03;
若在雪橇上装货50kg,即
G′=500+600=1100(N)时,
F′=μG′=0.03×1100=33(N)
答:若在雪橇上装货50kg,马用33N水平拉力就可以使雪橇做匀速直线运动.
雪橇和冰面间的滑动摩擦因数为0.03.
一质量为m=2kg的物体静止在水平面上,物体与地面的动动摩擦因数μ=0.3,物体受到的最大静摩擦力与滑动摩擦力的大小可以认为相等,取g=10N/kg.
(1)当用F1=2N的水平拉力拉物体时,求地面对物体的摩擦力f1;
(2)当用F2=6.5N的水平拉力拉物体时,求地面对物体的摩擦力f2;
(3)若物体沿地面滑动后,用水平拉力F3=2.5N沿物体运动的反方向拉物体(物体仍在滑动),求地面对物体摩擦力f3.
正确答案
解:物体所受滑动摩擦力大小为:f=μN=0.3×20 N=6 N=f静m;
(1)当F1=2 N<6 N时,物体保持静止不动.
物体所受摩擦力为:f1=F1=2 N;
(2)当F2=6.5 N>6 N时,物体开始滑动.
则物体所受摩擦力为滑动摩擦力:f2=f=6 N;
(3)若物体沿地面滑动后,用水平拉力F3=2.5N沿物体运动的反方向拉物体(物体仍在滑动),物体仍受到滑动摩擦力,即为6N;
答:(1)当用F1=2N的水平拉力拉物体时,求地面对物体的摩擦力f1为2N;
(2)当用F2=6.5N的水平拉力拉物体时,求地面对物体的摩擦力f2为6N.
(3)若物体沿地面滑动后,用水平拉力F3=2.5N沿物体运动的反方向拉物体(物体仍在滑动) 地面对物体摩擦力f3为6N.
解析
解:物体所受滑动摩擦力大小为:f=μN=0.3×20 N=6 N=f静m;
(1)当F1=2 N<6 N时,物体保持静止不动.
物体所受摩擦力为:f1=F1=2 N;
(2)当F2=6.5 N>6 N时,物体开始滑动.
则物体所受摩擦力为滑动摩擦力:f2=f=6 N;
(3)若物体沿地面滑动后,用水平拉力F3=2.5N沿物体运动的反方向拉物体(物体仍在滑动),物体仍受到滑动摩擦力,即为6N;
答:(1)当用F1=2N的水平拉力拉物体时,求地面对物体的摩擦力f1为2N;
(2)当用F2=6.5N的水平拉力拉物体时,求地面对物体的摩擦力f2为6N.
(3)若物体沿地面滑动后,用水平拉力F3=2.5N沿物体运动的反方向拉物体(物体仍在滑动) 地面对物体摩擦力f3为6N.
如图所示,物体质量为2kg,外力F=50N作用在物体上,F与水平线夹角α=37°,使物体匀速上滑(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:物体与墙之间的动摩擦因数是多少?
正确答案
解:对物体受力分析如图,建立如图所示坐标系将F正交分解,由平衡条件得:
N-Fcosα=0
Fsinα-G-f=0
又f=μN
所以μ==0.25
答:物体与墙之间的动摩擦因数是0.25
解析
解:对物体受力分析如图,建立如图所示坐标系将F正交分解,由平衡条件得:
N-Fcosα=0
Fsinα-G-f=0
又f=μN
所以μ==0.25
答:物体与墙之间的动摩擦因数是0.25
如图所示,将小砝码置于桌面上的薄纸板上,用水平向右的拉力将纸板迅速抽出,砝码的移动很小,几乎观察不到,这就是大家熟悉的惯性演示实验.若砝码和纸板的质量分别为m1和m2,各接触面间的动摩擦因数均为μ.重力加速度为g.
(1)当纸板相对砝码运动时,求纸板所受摩擦力的大小;
(2)要使纸板相对砝码运动,求所需拉力的大小;
(3)本实验中,m1=0.5kg,m2=0.1kg,μ=0.2,砝码与纸板左端的距离d=0.1m,取g=10m/s2.若砝码移动的距离超过l=0.002m,人眼就能感知.为确保实验成功,纸板所需的拉力至少多大?
正确答案
解:(1)当纸板相对砝码运动时,砝码和纸板之间的摩擦力:f1=μm1g
桌面对纸板的摩擦力:f2=μ(m1+m2)g
纸板所受摩擦力的大小:f=f1+f2=μ(2m1+m2)g
(2)当纸板相对砝码运动时,设砝码的加速度为a1,纸板的加速度为a2,则有:
f1=m1a1
得:
F-f1-f2=m2a2
发生相对运动需要纸板的加速度大于砝码的加速度,即:a2>a1
所以:F=f1+f2+m2a2>f1+f2+m2a1=μm1g+μ(m1+m2)g+μm2g=2μ(m1+m2)g
即:F>2μ(m1+m2)g
(3)纸板抽出前,砝码运动的距离,纸板运动的距离
,
纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离 ,l=x1+x2,
由题意知a1=a3,a1t1=a3t2,解得
代入数据联立得:F=22.4N
答:(1)纸板所受摩擦力的大小为μ(2m1+m2)g;
(2)所需拉力的大小F>2μ(m1+m2)g;
(3)纸板所需的拉力至少22.4N.
解析
解:(1)当纸板相对砝码运动时,砝码和纸板之间的摩擦力:f1=μm1g
桌面对纸板的摩擦力:f2=μ(m1+m2)g
纸板所受摩擦力的大小:f=f1+f2=μ(2m1+m2)g
(2)当纸板相对砝码运动时,设砝码的加速度为a1,纸板的加速度为a2,则有:
f1=m1a1
得:
F-f1-f2=m2a2
发生相对运动需要纸板的加速度大于砝码的加速度,即:a2>a1
所以:F=f1+f2+m2a2>f1+f2+m2a1=μm1g+μ(m1+m2)g+μm2g=2μ(m1+m2)g
即:F>2μ(m1+m2)g
(3)纸板抽出前,砝码运动的距离,纸板运动的距离
,
纸板抽出后,砝码在桌面上运动的距离 ,l=x1+x2,
由题意知a1=a3,a1t1=a3t2,解得
代入数据联立得:F=22.4N
答:(1)纸板所受摩擦力的大小为μ(2m1+m2)g;
(2)所需拉力的大小F>2μ(m1+m2)g;
(3)纸板所需的拉力至少22.4N.
如图物块A重10N,A和桌面间的动摩擦因数μ=0.25,当悬挂物B重3N时,开始沿桌面滑动.求:
(1)B物体重1N时A与桌面间的摩擦力多大?
(2)B物体重6N时,A与桌面的摩擦力多大?
正确答案
解:(1)依题意,物体受到的滑动摩擦力大小为:f=μFN=μmg=0.25×10N=2.5N;
B物体重1N时,A与桌面间的摩擦力为静摩擦力,大小即为1N;
(2)B物体重6N时,A与桌面的摩擦力为滑动摩擦力,大小即为2.5N.
答:(1)B物体重1N时A与桌面间的摩擦力1N;
(2)B物体重6N时,A与桌面的摩擦力2.5N.
解析
解:(1)依题意,物体受到的滑动摩擦力大小为:f=μFN=μmg=0.25×10N=2.5N;
B物体重1N时,A与桌面间的摩擦力为静摩擦力,大小即为1N;
(2)B物体重6N时,A与桌面的摩擦力为滑动摩擦力,大小即为2.5N.
答:(1)B物体重1N时A与桌面间的摩擦力1N;
(2)B物体重6N时,A与桌面的摩擦力2.5N.
如图所示,物块A放在木板上,当缓慢抬起木板的一端,使木板与水平面的夹角α分别为30°、37°、45°时,物块A受到的摩擦力大小分别为10N、12N、10N,则物块和木板之间的动摩擦因数为______.
正确答案
解:由题:木板的倾角α分别为30°、45°时,物体受到的摩擦力大小相同,分析可知:当倾角为30°时物块受到的是静摩擦力,当倾角为45°时物块受到的是滑动摩擦力.
当倾角为30°时,静摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力,
即f=mgsin30°.
当倾角为45°时物块受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式得
f=μFN=μmgcos45°
得到 mgsin30°=μmgcos45°
解得 μ=
故答案为
解析
解:由题:木板的倾角α分别为30°、45°时,物体受到的摩擦力大小相同,分析可知:当倾角为30°时物块受到的是静摩擦力,当倾角为45°时物块受到的是滑动摩擦力.
当倾角为30°时,静摩擦力大小等于重力沿斜面向下的分力,
即f=mgsin30°.
当倾角为45°时物块受到的是滑动摩擦力,根据滑动摩擦力公式得
f=μFN=μmgcos45°
得到 mgsin30°=μmgcos45°
解得 μ=
故答案为
手压着桌面向前移动,会明显地感觉到有阻力阻碍手的移动.手对桌面的压力越大,阻力越大.试一试,并说明道理.
正确答案
解:手掌压着桌面往前推,在推移的过程中手掌与桌面的接触面的粗糙程度没有改变,增大了压力,手掌受到的滑动摩擦力就会随着增大,因此会感觉比较费劲了.
解析
解:手掌压着桌面往前推,在推移的过程中手掌与桌面的接触面的粗糙程度没有改变,增大了压力,手掌受到的滑动摩擦力就会随着增大,因此会感觉比较费劲了.
如图所示,在水平桌面上放一个重为G1=20N的木块A,木块与桌面间的动摩擦因数μ1=0.4,使这个木块沿桌面作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G2=10N的木块B,B与A之间的动摩擦因数μ2=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F´应为多少?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?
正确答案
解:未放上木块B时,FN=G1,桌面对A的摩擦力为:
Ff1=μ1FN=μ1G1=0.4×20N=8N
∴拉力 F=Ff1=8N
加上木块B后,F′N=G1+G2,桌面对A的摩擦力为:
F′f1=μ1F′N=μ1(G1+G2)=0.4×(20+10)N=12N
∴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:未放上木块B时,水平拉力为8N,放上木块B后,水平拉力为12N,此时木块B受到木块A的摩擦力为0.
解析
解:未放上木块B时,FN=G1,桌面对A的摩擦力为:
Ff1=μ1FN=μ1G1=0.4×20N=8N
∴拉力 F=Ff1=8N
加上木块B后,F′N=G1+G2,桌面对A的摩擦力为:
F′f1=μ1F′N=μ1(G1+G2)=0.4×(20+10)N=12N
∴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:未放上木块B时,水平拉力为8N,放上木块B后,水平拉力为12N,此时木块B受到木块A的摩擦力为0.
在粗糙的水平面上放一物体A,A上再放一质量为m的物体B,A、B间的动摩擦因数为μ,施加一水平力F作用于A(如图所示),计算下列情况下A对B的摩擦力.
(1)当A、B一起做匀速运动时.
(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时.
(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时.
(4)当A、B发生相对滑动,且B物体的伸到A的外面时.
正确答案
解:(1)当A、B一起做匀速运动时:AB间没有摩擦力,即摩擦力为0.
(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时:对B应用牛顿第二定律:f=ma.
(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时:AB间的滑动摩擦力为f=μmg.
(4)当A、B发生相对滑动,且B物体的伸到A的外面时:AB间的滑动摩擦力为f=μmg,与接触面积无关.
答:(1)当A、B一起做匀速运动时f=0.
(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时f=ma.
(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时f=μmg.
(4)当A、B发生相对滑动,且B物体的伸到A的外面时f=μmg.
解析
解:(1)当A、B一起做匀速运动时:AB间没有摩擦力,即摩擦力为0.
(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时:对B应用牛顿第二定律:f=ma.
(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时:AB间的滑动摩擦力为f=μmg.
(4)当A、B发生相对滑动,且B物体的伸到A的外面时:AB间的滑动摩擦力为f=μmg,与接触面积无关.
答:(1)当A、B一起做匀速运动时f=0.
(2)当A、B一起以加速度a向右匀加速运动时f=ma.
(3)当力F足够大而使A、B发生相对滑动时f=μmg.
(4)当A、B发生相对滑动,且B物体的伸到A的外面时f=μmg.
如图所示,物体A重20N,物体B重40N,A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0.4.当用水平力向右拉动物体A时,试求:
(1)A物体所受的滑动摩擦力的大小和方向;
(2)B物体所受的地面滑动摩擦力的大小和方向.
正确答案
解:(1)物体A相对物体B向左滑动,物体B给物体A的滑动摩擦力方向向右,大小为:
由平衡条件:竖直方向:N=GA
所以:F1=μGA=0.4×20N=8N
(2)物体B相对地面向右滑动,地面给物体B的滑动摩擦力方向向左,大小为:
由平衡条件:竖直方向:N=GA+GB
所以:F2=μ(GA+GB)=0.4×(20+40)N=24N
答:(1)B物体所受的滑动摩擦力的大小是8N,方向是向右;
(2)A物体所受的地面滑动摩擦力的大小是24N和方向是向左.
解析
解:(1)物体A相对物体B向左滑动,物体B给物体A的滑动摩擦力方向向右,大小为:
由平衡条件:竖直方向:N=GA
所以:F1=μGA=0.4×20N=8N
(2)物体B相对地面向右滑动,地面给物体B的滑动摩擦力方向向左,大小为:
由平衡条件:竖直方向:N=GA+GB
所以:F2=μ(GA+GB)=0.4×(20+40)N=24N
答:(1)B物体所受的滑动摩擦力的大小是8N,方向是向右;
(2)A物体所受的地面滑动摩擦力的大小是24N和方向是向左.
质量为4kg的物体,在水平地面上向右滑动,物体与地面间的动摩擦因素为0.4,求物体与地面间的摩擦力的大小和方向?
正确答案
解:物体受到的摩擦力f=μFN=μmg=0.4×40=16N;
方向与运动方向相反,故摩擦力沿接触面向左;
答:摩擦力大小为16N,方向向左.
解析
解:物体受到的摩擦力f=μFN=μmg=0.4×40=16N;
方向与运动方向相反,故摩擦力沿接触面向左;
答:摩擦力大小为16N,方向向左.
如图,重10N的物体在滑动摩擦因数为0.2N的水平面上向左运动,同时受到大小为6N,方向向右的水平F作用.则物体受到的摩擦力大小为______N,方向______.
正确答案
解:物体在水平面上向左运动,受到水平面滑动摩擦力方向向右.
物体对水平面的压力大小N等于物体的重力G,
则摩擦力大小为f=μN=μG=0.2×10N=2N;
故答案为:2 向右.
解析
解:物体在水平面上向左运动,受到水平面滑动摩擦力方向向右.
物体对水平面的压力大小N等于物体的重力G,
则摩擦力大小为f=μN=μG=0.2×10N=2N;
故答案为:2 向右.
如图所示,木块的质量m=2kg,与地面间的动摩擦因数μ=0.2,木块在恒力F作用下向右做匀速直线运动,F与水平方向的夹角θ=30°,求恒力F的大小.(g=10m/s2)
正确答案
解:对木块受力分析,如图所示,
将拉力F进行分解,根据题意可知,Fsinθ=f
G=N+Fcosθ
而滑动摩擦力公式f=μN
因此Fsinθ=μ(G-Fcosθ);
代入数据,解得:F=≈5.9N;
答:恒力F的大小为5.9N.
解析
解:对木块受力分析,如图所示,
将拉力F进行分解,根据题意可知,Fsinθ=f
G=N+Fcosθ
而滑动摩擦力公式f=μN
因此Fsinθ=μ(G-Fcosθ);
代入数据,解得:F=≈5.9N;
答:恒力F的大小为5.9N.
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,如果用70N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力为______N;如果用150N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力为______N.
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,也是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;
故答案为:70;100.
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,也是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;
故答案为:70;100.
如图所示,用一大小为F=10N的水平恒力将重2N的木块压在竖直墙上,木块恰好能匀速下滑,则物块与墙壁之间的动摩擦因素为μ=______.
正确答案
解:木块恰好能匀速下滑,则滑动摩擦力f=mg=2N
FN=F=10N
根据f=μFN得:
μ==
=0.2
故答案为:0.2
解析
解:木块恰好能匀速下滑,则滑动摩擦力f=mg=2N
FN=F=10N
根据f=μFN得:
μ==
=0.2
故答案为:0.2
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