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简答题

如图所示,A与B两滑块叠放在水平面上,已知A与B所受重力分别为GA=10N,GB=20N,A与B间的动摩擦因数μA=0.4,B与水平面间的动摩擦因数μB=0.3,试求在图(a)和图(b)所示的两种情况下拉动滑块B所需的最小拉力分别为多大?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

正确答案

解:图(a)中,当B刚要被拉动时,拉力最小,此时A、B间和B、地间的静摩擦力达到最大.以B为研究对象,分析受力,如图,根据平衡条件得

    最小拉力F1=f1+f2其中,A、B间最大静摩擦力f1AGA,B、地间的最大静摩擦力f2B(GA+GB

得到  F1AGAB(GA+GB

代入解得F1=13N

图(b)中,以整体为研究对象,最小拉力等于最大静摩擦力.则

   F2B(GA+GB)=9N

答:在图(a)和图(b)所示的两种情况下拉动滑块B所需的最小拉力分别为13N和9N.

解析

解:图(a)中,当B刚要被拉动时,拉力最小,此时A、B间和B、地间的静摩擦力达到最大.以B为研究对象,分析受力,如图,根据平衡条件得

    最小拉力F1=f1+f2其中,A、B间最大静摩擦力f1AGA,B、地间的最大静摩擦力f2B(GA+GB

得到  F1AGAB(GA+GB

代入解得F1=13N

图(b)中,以整体为研究对象,最小拉力等于最大静摩擦力.则

   F2B(GA+GB)=9N

答:在图(a)和图(b)所示的两种情况下拉动滑块B所需的最小拉力分别为13N和9N.

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简答题

(1)重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用40N的水平推力,才能使它从原地开始运动,木箱与地板间的最大静摩擦力Fmax=______

(2)木箱从原地移动以后,用38N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动,这时木箱所受的滑动摩擦力F=______,动摩擦因数μ=______

(3)如果用20N的水平推力推木箱,木箱是否会从原地移动?有没有相对运动的趋势?所受静摩擦力F=______

(4)用80N的水平推力推着木箱运动,木箱所受的滑动摩擦力F=______

正确答案

解:(1)当要用40N的水平推力时,木箱才能从原地开始运动,则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力,所以木箱与地板间的最大静摩擦力 Fmax=40N.

(2)用38N的水平推力,使木箱继续做匀速运动,则由平衡条件得到,木箱受到的滑动摩擦力 F=38N,又F=μN=μG,则μ===0.38;

(3)当推力为20N时,由于推力小于最大静和,木箱仍保持静止,但木箱相对于地有运动趋势.故此时的摩擦力为 F=20N;

(4)用80N的水平推力推着木箱运动,木箱所受的滑动摩擦力 F=38N

故答案为:(1)40N;(2)38N,0.38;(3)20N.(4)38N.

解析

解:(1)当要用40N的水平推力时,木箱才能从原地开始运动,则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力,所以木箱与地板间的最大静摩擦力 Fmax=40N.

(2)用38N的水平推力,使木箱继续做匀速运动,则由平衡条件得到,木箱受到的滑动摩擦力 F=38N,又F=μN=μG,则μ===0.38;

(3)当推力为20N时,由于推力小于最大静和,木箱仍保持静止,但木箱相对于地有运动趋势.故此时的摩擦力为 F=20N;

(4)用80N的水平推力推着木箱运动,木箱所受的滑动摩擦力 F=38N

故答案为:(1)40N;(2)38N,0.38;(3)20N.(4)38N.

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指明物体A在如图所示四种情况下所受的静摩擦力的方向:

(1)物体A静止于斜面上,如图甲所示;

(2)物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上,如图乙所示;

(3)物体A放在车上,当车在刹车过程中,随车一起停止运动,如图丙所示;

(4)物体A在水平转台上,随转台一起匀速转动,如图丁所示.

正确答案

解:(1)物体受到重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力而平衡;

(2)物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上,则静摩擦力方向与拉力F方向相反;

(3)当车在刹车过程中,物体A相对车有向前运动趋势,则A受到的静摩擦力方向向后;

(4)随转台一起匀速转动,则静摩擦力方向沿着半径,指向圆心方向.

答:如上图所示.

解析

解:(1)物体受到重力、垂直斜面向上的支持力和沿斜面向上的静摩擦力而平衡;

(2)物体A受到水平拉力F作用而仍静止在水平面上,则静摩擦力方向与拉力F方向相反;

(3)当车在刹车过程中,物体A相对车有向前运动趋势,则A受到的静摩擦力方向向后;

(4)随转台一起匀速转动,则静摩擦力方向沿着半径,指向圆心方向.

答:如上图所示.

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一个质量为2Kg的木块放在水平地面上,受到一个大小为20N,方向水平向左的拉力作用,同时用沿水平向右的轻弹簧拉着处于静止.要使木块静止在地面上,弹簧的最小伸长量为8cm,最大伸长量为12cm.求弹簧的劲度系数和木块与地面间的动摩擦因数分别是多少?(最大摩擦力等于滑动摩擦力)

正确答案

解:木块静止在地面上,木块受力平衡,根据平衡条件得:

弹簧最小伸长时有:F=Kx1+μmg

弹簧最大伸长时有:Kx2=F+μmg

代入数据解得K=200N/m

μ=0.2

答:弹簧的劲度系数为200N/m,木块与地面间的动摩擦因数为0.2

解析

解:木块静止在地面上,木块受力平衡,根据平衡条件得:

弹簧最小伸长时有:F=Kx1+μmg

弹簧最大伸长时有:Kx2=F+μmg

代入数据解得K=200N/m

μ=0.2

答:弹簧的劲度系数为200N/m,木块与地面间的动摩擦因数为0.2

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质量为m=6×103kg的汽车沿半径为40m的水平公路面转弯,若路面对车的最大静摩擦因数为µ=0.5,则汽车转弯时受到的最大静摩擦力为多少?为使汽车顺利转弯而不滑动的车速最大值为多少(取g=10m/s2

正确答案

解:

根据题意知:m=6×103kg,r=40m,µ=0.5

fmax=μmg=0.5×6×103×10=3×104N.

由向心力公式:…①

最大静摩擦力提供向心力:Fn=fmax…②

①②两式联立得:=10m/s

答:则汽车转弯时受到的最大静摩擦力为3×104N,为使汽车顺利转弯而不滑动的车速最大值为10m/s

解析

解:

根据题意知:m=6×103kg,r=40m,µ=0.5

fmax=μmg=0.5×6×103×10=3×104N.

由向心力公式:…①

最大静摩擦力提供向心力:Fn=fmax…②

①②两式联立得:=10m/s

答:则汽车转弯时受到的最大静摩擦力为3×104N,为使汽车顺利转弯而不滑动的车速最大值为10m/s

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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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简答题

用手握着一个玻璃杯,处于静止状态.如果将手握得更紧,手对玻璃杯的静摩擦力将______,如果手的握力不变,而向杯中倒入一些水(杯仍处于静止状态),手对杯的静摩擦力将______

正确答案

解:因瓶子处于静止状态,而竖直方向只受重力和摩擦力,故摩擦力大小不会发生变化,仍等于重力的大小;

若向杯中倒入一些水(杯仍处于静止状态),瓶子的重力增大,则手对杯的静摩擦力也将增大,

故答案为:不变,增大.

解析

解:因瓶子处于静止状态,而竖直方向只受重力和摩擦力,故摩擦力大小不会发生变化,仍等于重力的大小;

若向杯中倒入一些水(杯仍处于静止状态),瓶子的重力增大,则手对杯的静摩擦力也将增大,

故答案为:不变,增大.

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简答题

用一根长20cm、劲度系数k=200N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上的质量为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,木块在桌面上做匀速运动.求:(g=10N/kg)

(1)木块受到的最大静摩擦力多大?静摩擦力的变化范围怎样?

(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少?

正确答案

解:(1)物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开始滑动时的弹簧拉力大小,

由胡克定律可求得:F1=200×0.024N=4.8N,因此最大静摩擦力大小为4.8N,所以静摩擦力的变化范围为0-0.48N.

(2)当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长1.7cm.则弹簧的拉力等于滑动摩擦力.

所以动摩擦因数为μ=

答:(1)木块受到的最大静摩擦力为0.48N,静摩擦力的变化范围为0-0.48N;

(2)木块与桌面间的动摩擦因数是0.34

解析

解:(1)物体所受的最大静摩擦力就等于物体刚开始滑动时的弹簧拉力大小,

由胡克定律可求得:F1=200×0.024N=4.8N,因此最大静摩擦力大小为4.8N,所以静摩擦力的变化范围为0-0.48N.

(2)当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长1.7cm.则弹簧的拉力等于滑动摩擦力.

所以动摩擦因数为μ=

答:(1)木块受到的最大静摩擦力为0.48N,静摩擦力的变化范围为0-0.48N;

(2)木块与桌面间的动摩擦因数是0.34

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简答题

如图所示,水平面上有一重40N的物体,受到F1=12N和F2=6N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,求:

(1)此时物体所受的摩擦力多大?

(2)将F1撤去后,物体所受的摩擦力为多大?

(3)将F2撤去后,物体所受的摩擦力为多大?

正确答案

解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=8(N)

(1)由于F1-F2=6N<fm

所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:

故有:f1=F1-F2=6N,方向水平向右.

(2)因为F2=6N<fm,物体保持静止,

故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左

(3)因为F1=12N>fm,所以物体相对水平面向左滑动,

故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=8N,方向水平向右.

解析

解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=8(N)

(1)由于F1-F2=6N<fm

所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:

故有:f1=F1-F2=6N,方向水平向右.

(2)因为F2=6N<fm,物体保持静止,

故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左

(3)因为F1=12N>fm,所以物体相对水平面向左滑动,

故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=8N,方向水平向右.

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如图所示,质量为M=1kg,长为L=1m的木板A上放置质量为m=0.5kg的物体B,平放在光滑桌面上,B位于木板中点处,物体B与A之间的动摩擦因数为μ=0.1,B与A见的最大静摩擦力等于滑动摩擦力(B可看作质点,重力加速度g取10m/s2).求:

(1)至少要用多大力拉木板,才能使木板从B下方抽出?

(2)当拉力为3.5N时,经过多长时间A 板从B板下抽出?(最好结果可用根式表示)

正确答案

解:(1)当拉力较小时,A和B可以相对静止一起向右作加速运动,此时A、B之间是静摩擦,对整体有:F=(M+m)a

隔离B有:f=ma

当静摩擦力达到最大静摩擦力时,是两者将发生相对滑动的临界状态,令f=μmg

得F=(M+m)μg=1.5N

(2)当拉力为3.5N时,A物体的加速度为F-μmg=MaA

B物体的加速度为

设经过时间t A板从B板下抽出,则根据几何关系得:

得t=

答:(1)至少要用1.5N的力拉木板,才能使木板从B下方抽出;

(2)当拉力为3.5N时,经过,A 板从B板下抽出.

解析

解:(1)当拉力较小时,A和B可以相对静止一起向右作加速运动,此时A、B之间是静摩擦,对整体有:F=(M+m)a

隔离B有:f=ma

当静摩擦力达到最大静摩擦力时,是两者将发生相对滑动的临界状态,令f=μmg

得F=(M+m)μg=1.5N

(2)当拉力为3.5N时,A物体的加速度为F-μmg=MaA

B物体的加速度为

设经过时间t A板从B板下抽出,则根据几何关系得:

得t=

答:(1)至少要用1.5N的力拉木板,才能使木板从B下方抽出;

(2)当拉力为3.5N时,经过,A 板从B板下抽出.

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图中物体A,B均静止,画出A对B的摩擦力的方向,并写出其大小,画出地对B的摩擦力的方向,并写出其大小.

正确答案

解:图1中A有相对于B向右的运动趋势,故A受向左的摩擦力;由二力平衡可知,A受到的摩擦力为F;对整体分析可知,AB有向右的运动趋势,故B受地面向左的摩擦力;大小为F;

图2中A不受外力,没有对B的运动趋势,故A不受B的摩擦力;对整体分析可知,整体有向右的运动趋势;故B受地面向左的摩擦力;

图3中A有向右的运动趋势,故A受B向左的摩擦力,大小为F;对整体分析可知,整体受向右的2F的拉力,故地面对B有向左的大小为2F的摩擦力;

图4中A相对B有向右的运动趋势,故A受向左的大小为F的摩擦力;对整体分析可知,整体受外力平衡,故B不受地面的摩擦力;

故答案如图所示;

解析

解:图1中A有相对于B向右的运动趋势,故A受向左的摩擦力;由二力平衡可知,A受到的摩擦力为F;对整体分析可知,AB有向右的运动趋势,故B受地面向左的摩擦力;大小为F;

图2中A不受外力,没有对B的运动趋势,故A不受B的摩擦力;对整体分析可知,整体有向右的运动趋势;故B受地面向左的摩擦力;

图3中A有向右的运动趋势,故A受B向左的摩擦力,大小为F;对整体分析可知,整体受向右的2F的拉力,故地面对B有向左的大小为2F的摩擦力;

图4中A相对B有向右的运动趋势,故A受向左的大小为F的摩擦力;对整体分析可知,整体受外力平衡,故B不受地面的摩擦力;

故答案如图所示;

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简答题

如图所示,水平面上有一重为40N的物体,受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:

(1)物体所受的摩擦力的大小与方向.

(2)当只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向.

(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力大小方向又如何?

正确答案

解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.2×40=8N

(1)由于F1-F2=13-6=7N<fm

所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:

故有:f1=F1-F2=7N,方向水平向右.

(2)因为F2=6N<fm,物体保持静止,

故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左

(3)因为F1=13N>fm,所以物体相对水平面向左滑动,

故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=0.2×40=8N,方向水平向右.

答:(1)物体所受的摩擦力的大小7N,与方向水平向右.

(2)当只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小6N,和方向水平向左.

(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力大小8N,方向水平向右.

解析

解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.2×40=8N

(1)由于F1-F2=13-6=7N<fm

所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:

故有:f1=F1-F2=7N,方向水平向右.

(2)因为F2=6N<fm,物体保持静止,

故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左

(3)因为F1=13N>fm,所以物体相对水平面向左滑动,

故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=0.2×40=8N,方向水平向右.

答:(1)物体所受的摩擦力的大小7N,与方向水平向右.

(2)当只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小6N,和方向水平向左.

(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力大小8N,方向水平向右.

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一木厢重为200N,放在水平地面上,它与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,动摩擦因数是0.2,求:

(1)如果用30N的水平力拉木厢,木厢受到的摩擦力的大小是多大?

(2)如果用80N的水平力拉木厢,木厢受到的摩擦力的大小是多大?

正确答案

解:物体在水平方向上受推力F和摩擦力Ff两力作用,

Ffmax=μFN=0.2×200 N=40 N.

当F=30N<Ffmax时为静摩擦力,Ff=30N;

当F=80 N>Ffmax时为滑动摩擦力F′f=40N.

答:当用30N的水平力推物体时,物体所受的摩擦力大小为30N;当用80N的水平力推物体时,物体所受的摩擦力大小为40N.

解析

解:物体在水平方向上受推力F和摩擦力Ff两力作用,

Ffmax=μFN=0.2×200 N=40 N.

当F=30N<Ffmax时为静摩擦力,Ff=30N;

当F=80 N>Ffmax时为滑动摩擦力F′f=40N.

答:当用30N的水平力推物体时,物体所受的摩擦力大小为30N;当用80N的水平力推物体时,物体所受的摩擦力大小为40N.

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如图所示,长为L、质量为m的均质薄板AB的B端靠在竖直墙壁上,在距B端处支有一匀速转动的轮子,由于转动轮和板间摩擦力的作用,使AB板保持水平.已知B端与墙之间的最大静摩擦力为.现有质量为m′=的小物块以速度v0从A端水平滑上AB板,若物块与板间的动摩擦因数为μ,为使板依旧保持水平,物块初速度v0应取何值?

正确答案

解:小物块最终停在离C点距离为x处右侧,根据力矩平衡条件有:

代入m解得:

由此可知,物块在薄板上滑动的距离

物块在滑动摩擦力作用下做匀减速运动,根据牛顿第二定律有μm′g=ma

可得物块减速运动的加速度a=μg

据速度位移关系知,

可得==

答:物块初速度v0应取

解析

解:小物块最终停在离C点距离为x处右侧,根据力矩平衡条件有:

代入m解得:

由此可知,物块在薄板上滑动的距离

物块在滑动摩擦力作用下做匀减速运动,根据牛顿第二定律有μm′g=ma

可得物块减速运动的加速度a=μg

据速度位移关系知,

可得==

答:物块初速度v0应取

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如图所示,水平面上有一重为40N的物体,受到F1=13N和F2=6N的水平力的作用而保持静止,F1与F2的方向相反.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,设最大的静摩擦力等于滑动摩擦力.求:

(1)物体所受摩擦力的大小和方向.

(2)若只撤去F1,物体所受摩擦力的大小和方向.

(3)若只撤去F2,物体所受摩擦力的大小和方向.

正确答案

解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=8(N)

(1)由于F1-F2=7N<fm

所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:

故有:f1=F1-F2=7N,方向水平向右.

(2)因为F2=6N<fm,物体保持静止,

故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左

(3)因为F1=13N>fm,所以物体相对水平面向左滑动,

故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=8N,方向水平向右.

解析

解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=8(N)

(1)由于F1-F2=7N<fm

所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:

故有:f1=F1-F2=7N,方向水平向右.

(2)因为F2=6N<fm,物体保持静止,

故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左

(3)因为F1=13N>fm,所以物体相对水平面向左滑动,

故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=8N,方向水平向右.

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