- 相互作用
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如图所示,水平木板上有质量m=1.0kg的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力Ff的大小.取重力加速度g=10m/s2.下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、在0~4s内,物体所受的摩擦力为静摩擦力,摩擦力由0增大到4N;4s末开始运动,此后的摩擦力为滑动摩擦力,摩擦力大小为3N;故AB错误;
C、滑动摩擦力为3N,压力FN=mg=1×10=10N;f=μFN可得,μ==0.3;故C错误,D正确;
故选:D.
质量均为m的a、b两木块叠放在水平面上,如图所示,a受到斜面上与水平面成θ角的力F的作用,b受到斜向下与水平面成θ角等大的力F的作用,两力在同一竖直平面内,此时两木块保持静止,则( )
正确答案
解析
解:A、以b为研究对象,对其受力分析,受重力,a的压力,拉力,地面的支持力,a对b的摩擦力5个力的作用,选项A错误.
BD、以ab为整体进行受力分析,受重力支持力和两个方向相反的拉力F作用,两个拉力大小相等,方向相反,所以在竖直方向上,水平面对b的支持力等于2mg,在水平方向上b没有相对地面的运动趋势,不受地面的摩擦力.选项B正确,D错误.
C、以a为研究对象,对其受力分析,受重力,b的支持力,拉力F,因拉力F斜向上,所以a有相对于b的向右的运动趋势,所以a还要受到b的摩擦力作用.选项C正确.
故选:BC
如图所示,重100N的木箱放在水平地面上,最小用40N的水平推力才能推动它,当它在水平地面上运动后,用30N的水平推力即可使木箱做匀速直线运动.由此可知,木箱与地面的最大静摩擦力为______N,木箱与地面间的滑动摩擦力为______N,木箱与地面间的动摩擦因数为______.
正确答案
40
30
0.3
解析
解:木箱未被推动前,静摩擦力随推力增大而增大,当木箱刚被推动时木箱与地面间的静摩擦力达到最大,恰好等于此时的推力.
由题木箱与地面间的最大静摩擦力Fm=40N.
木箱从原地移动以后,做匀速运动时,滑动摩擦力与水平推力平衡,则有f=30N
木箱对地的压力等于木箱的重力,即N=100N
由f=μN得μ=0.3
故答案为:40,30,0.3
如图所示,重5N的箱子,在4N的拉力作用下沿水平地面做直线运动.已知箱子与地面间的动摩擦因数为0.2,则滑动摩擦力的大小为( )
正确答案
解析
解:根据滑动摩擦力公式,f=μN=μmg=0.2×5=1N
而水平拉力大小为4N,因此滑动,
则物体受到滑动摩擦力,
那么滑动摩擦力大小等于1N,故B正确,ACD错误;
故选:B.
如图所示,质量为3kg的物体放在粗糙水平面上,现用F=10N的力斜向下推物体,F与水平面的夹角θ=37°,物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.3,下列说法正确的是(g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)( )
正确答案
解析
解:物体受力如图所示,据牛顿第二定律有:
竖直方向上:N-mg-Fsinα=0
水平方向上:Fcosα-f=ma
又:f=μN
解得:N=36N
a<0,说明物体不动,受的摩擦力为Fcos37°=8N
故选:C
用纳米材料制的涂料喷在船体上能使船所受的阻力减小为原来的一半.如果某一轮船的发动机的牵引力F不变,喷涂纳米材料后轮船加速度比原来增大一倍,则牵引力F与喷涂纳米材料后所受的阻力f的关系是( )
正确答案
解析
解:喷涂纳米材料前,由牛顿第二定律,则有F-f=ma
喷涂纳米材料后,则有F-=m•2a
联立两式,解得:F=f,故B正确,ACD错误;
故选B
质量为2Kg的物体,放在水平面上,在2N的水平拉力时恰作匀速运动,物体与桌面之间的摩擦力为______N,摩擦因数是______.
正确答案
2
0.1
解析
解:在2N的水平拉力时恰作匀速运动,物体与桌面之间的摩擦与拉力平衡,即滑动摩擦力大小为2N;
根据滑动摩擦力公式,则有动摩擦因数为;
故答案为:2,0.1.
倔强系数为k的水平轻质弹簧,左端固定,右端系一质量为m的物体.物体可在有摩擦的水平桌面上滑动(如图).弹簧为原长时物体位于O点,现在把物体沿弹簧长度方向向右拉到距离O点为A0的P点按住,放手后弹簧把物体拉住.设物体在第二次经过O点前,在O点左方停住.计算中可以认为滑动摩擦系数与静摩擦系数相等.
(1)讨论物体与桌面间的摩擦系数μ的大小应在什么范围内.
(2)求出物体停住点离O点的距离的最大值.并回答:这是不是物体在运动过程中所能达到的左方最远值?为什么?
正确答案
解析
解:(1)对物体运动做如下分析:
①物体向左运动并正好停在O点的条件是:得:
②若μ<,则物体滑过O点,设它到O点左方B处(设OB=L1)时速度为0,则有:
(2)若物体能停住,则kL1≤μmg,故得μ≥
③如果②能满足,但μ<,则物体不会停在B处而要向右运动.μ值越小,则往右滑动的距离越远.设物体正好停在O处,则有:
得μ=.题目要求停在O点的左方,则相应地要求μ>
综合以上分析得,物体停在O点左方而不是第二次经过O点时,μ的取值范围为:
(2)当μ在≤μ≤
范围内时,物体向左滑动直到停止而不返回,由(2)式可求出最远停住点(设为B1点)到O点的距离为L,则:
L=
当μ<时,物体在B1点(OB1=
)的速度大于0,因此物体将继续向左运动,但它不可能停在B1点的左方.因为与B1点相对应的μ=
,L1=
,如果停留在B1点的左方,则物体在B1点的弹力大于
,而摩擦力
,小于最大静摩擦力,所以物体不可能停住而一定返回,最后停留在O与B1之间.所以无论μ取何值,物体停住与O点的最大距离为
,但这不是物体在运动过程中所能达到的左方的最远值.
答:(1)物体与桌面间的摩擦系数μ的大小应在;
(2)求出物体停住点离O点的距离的最大值为这不是物体在运动过程中所能达到的左方最远值.原因见分析.
请在图中,标出各物体所受摩擦力的方向.
正确答案
解析
解:物体与接触面间有相对滑动,故是滑动摩擦力,滑动摩擦力方向与接触面相切,与相对滑动方向相反,如图所示:
故答案为:如图所示.
某人推着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F1,对后轮的摩擦力为F2,该人骑着自行车前进时,地面对前轮的摩擦力为F3,对后轮的摩擦力为F4,则这四个力的方向分别为______,______,______,______.
正确答案
相反
相反
相反
相同
解析
解:当推着自行车前进时,自行车前轮、后轮都是从动轮;都是利用摩擦力滑行的,因此前轮和后轮受到的摩擦均向后.
自行车用力蹬而前进时,后轮相对于地面有向后的运动趋势,因此后轮所受的摩擦力向前;前轮是利用地面的摩擦力滑行的,因此前轮受到的摩擦力向后;
故答案为:相反,相反,相反,相同
如图,放在水平面上的木块受到F1=8N,F2=3N的两个力作用而静止,若撤去F1,则物体在水平方向上受到的合力大小为______.
正确答案
0
解析
解:竖直方向上是重力和支持力,二者大小相等、方向相反、作用在同一直线上;
水平方向上F1>F2,并且方向相反,由于静止,因此还受到水平向左的摩擦力,
摩擦力大小等于f=F1-F2=8N-3N=5N;
当撤去F1,此时物体受到向左的推力F2=3N,这个推力小于最大静摩擦力5N,因此物体仍然保持静止,受到的合外力等于0.
故答案为:0.
如图所示,斜面静止在粗糙的水平地面上,一个物体恰能沿静止斜面匀速下滑.若以平行于斜面方向的恒力F向下推此物体,使物体加速下滑,则下滑过程中( )
正确答案
解析
解:物块匀速下滑时,对物块和斜面体整体进行受力分析,受到重力、支持力,假设地面对整体有摩擦力,设为水平向右,如图
根据共点力平衡条件得到摩擦力为零;
若沿平行于斜面的方向用力F向下推此物体,使物体加速下滑时,物体对斜面的压力没有变化,则对斜面的滑动摩擦力也没有变化,所以斜面体的受力情况没有改变,则地面对斜面体仍没有摩擦力,即斜面体受地面的摩擦力为零,斜面一定静止,故A正确,BCD错误.
故选:A.
如图,物体M静止于倾斜的木板上,当倾角θ缓慢增大,直至M开始滑动之前的过程中,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
解:物体受重力、支持力和静摩擦力处于平衡,根据共点力平衡,运用平行四边形定则得,支持力N=mgcosθ,静摩擦力f=mgsinθ.当θ缓慢增大,支持力逐渐减小,则物体对木板的压力逐渐减小,静摩擦力逐渐增大.物体受重力和支持力以及静摩擦力处于平衡,合力始终为零.
故选:C.
如图,手用力握住一个竖直的瓶子,瓶子的重为250N,当瓶子静止时,瓶子受到______摩擦力的作用(选填“静”或“滑动”).摩擦力的大小为______N,如果在手和瓶子间抹了洗洁精,需要增大手握瓶子的力才能握住瓶子,此时瓶子受到摩擦力大小将______( 选填“变大”、“变小”或“不变”).
正确答案
静
250
不变
解析
解:当瓶子静止时,瓶子受到静摩擦力作用,根据平衡有:f=mg=250N,方向与重力的方向相反,竖直向上.静摩擦力大小与正压力大小无关,增大压力,瓶子所受的静摩擦力不变,仍然等于重力.
故答案为:静,250,不变.
在我国东北寒冷的冬季,雪橇是常见的运输工具(如图).一个有钢制滑板的雪橇,连同车上的木料的总重量为4.9×104N.已知钢与冰之间的动摩擦因数为0.02.在水平的冰道上,马要在水平方向用多大的力,才能够拉着雪橇匀速前进?
正确答案
解析
解:雪撬匀速前进,拉力F与阻力f大小相等.F1=f
竖直方向地面对雪撬的弹力大小等于雪撬的总重量 FN=G
由滑动摩擦定律,有:f=μFN
联立解得:f=μG
代入数值后,得:F=f=0.02×4.9×104N=9.8×102N.
故马要在水平方向用9.8×102N的力,才能拉着雪橇匀速前进.
答:马要在水平方向用9.8×102N的力,才能拉着雪橇匀速前进.
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