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简答题

要使重为400N的桌子从原地水平移动,至少要用200N的水平推力,桌子从原地移动后,为了使它继续做匀速运动,只要160N的水平推力就够了,问:

(1)桌子所受的最大静摩擦力多大?动摩擦因数μ为多大?

(2)如果在静止的桌子上放上200N的重物时,用220N的水平向右推力推桌子,求此时的摩擦力f为多大?(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

正确答案

解:(1)桌子所受的最大静摩擦力为200N

由平衡条件得:FN=G

F=f

f=μFN

联立以上式子并代入数据解得:μ=0.4

(2)若在桌子上放200N重物时,有:

故桌子仍静止,此时的摩擦力大小为220N

答:(1)桌子所受的最大静摩擦力200N动摩擦因数μ为0.4

(2)如果在静止的桌子上放上200N的重物时,用220N的水平向右推力推桌子,此时的摩擦力为220N

解析

解:(1)桌子所受的最大静摩擦力为200N

由平衡条件得:FN=G

F=f

f=μFN

联立以上式子并代入数据解得:μ=0.4

(2)若在桌子上放200N重物时,有:

故桌子仍静止,此时的摩擦力大小为220N

答:(1)桌子所受的最大静摩擦力200N动摩擦因数μ为0.4

(2)如果在静止的桌子上放上200N的重物时,用220N的水平向右推力推桌子,此时的摩擦力为220N

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简答题

如图所示,用力F将重为10N的物体压在竖直墙上,F方向垂直于墙,物体与墙壁间的动摩擦因数μ=0.2.若F=60N,则物体受到的摩擦力大小为______,方向______;若F减小到30N,则物体受到的摩擦力大小为______,若F减小到零,物体贴着墙壁下滑时,物体受到的摩擦力大小是______.(假设最大静摩擦力=滑动摩擦力)

正确答案

解:若物体运动受滑动摩擦力则f=μF=0.2×60=12N

物体的重力10N<12N,故物体处于静止状态,受静摩擦力,根据平衡条件:f=G=10N,方向竖直向上;

若F减小到30N,则f=μF=0.2×30=6N;

小于重力,则物体开始滑动,

物体受到的摩擦力大小为6N;

若F减小到0,根据f=μF=0.

故答案为:10N,竖直向上,6N,0.

解析

解:若物体运动受滑动摩擦力则f=μF=0.2×60=12N

物体的重力10N<12N,故物体处于静止状态,受静摩擦力,根据平衡条件:f=G=10N,方向竖直向上;

若F减小到30N,则f=μF=0.2×30=6N;

小于重力,则物体开始滑动,

物体受到的摩擦力大小为6N;

若F减小到0,根据f=μF=0.

故答案为:10N,竖直向上,6N,0.

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如图所示,重250N的物体放在水平地面上,已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为150N,动摩擦因数是0.5,物体的一端与一根劲度系数为4×103N/m的轻质弹簧相连,问.

(1)将弹簧拉长2cm时,物体受到地面的摩擦力多大?

(2)将弹簧拉长4cm时,物体受到地面的摩擦力多大?

正确答案

解:(1)弹簧的弹力:F1=kx1=4000×0.02N=80N

F1<fmax,物体没有动,此时摩擦力:f1=F1=80N

(2)弹簧的弹力:F2=kx2=4000×0.04N=160N

F2>fmax,物体滑动,此时摩擦力:f2=μG=0.5×250N=125N

答:(1)将弹簧拉长2cm时,物体受到地面的摩擦力80N;

 (2)将弹簧拉长4cm时,物体受到地面的摩擦力125N.

解析

解:(1)弹簧的弹力:F1=kx1=4000×0.02N=80N

F1<fmax,物体没有动,此时摩擦力:f1=F1=80N

(2)弹簧的弹力:F2=kx2=4000×0.04N=160N

F2>fmax,物体滑动,此时摩擦力:f2=μG=0.5×250N=125N

答:(1)将弹簧拉长2cm时,物体受到地面的摩擦力80N;

 (2)将弹簧拉长4cm时,物体受到地面的摩擦力125N.

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如图所示,建筑工地上常用一种工具提砖,通过一个夹具,给两块铁片的压力为F=200N,在两块铁片的中间夹着重50N的砖块,铁片与砖块间动摩擦因数为0.3,如果想从上面把它拉出来,至少需要多大的竖直向上的力?如果想垂直纸面把砖块水平拉出来,至少需要多大的与铁片所在的平面平行的力?假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.

正确答案

解:当铁片向上运动时,竖直方向上受向下的重力、滑动摩擦力和向上的拉力,恰好能拉动时有:

T=mg+2μF

解得:T=170N

若想垂直纸面把砖块拉出来,设拉力T与水平方向夹角为α,根据平衡条件有,

竖直方向:Tsinα=mg

水平方向:Tcosα=2μF

解得:T=130N

答:如果想从上面把它拉出来,至少需要170N竖直向上的力,

如果想垂直纸面把砖块水平拉出来,至少130N与所在的平面平行的力.

解析

解:当铁片向上运动时,竖直方向上受向下的重力、滑动摩擦力和向上的拉力,恰好能拉动时有:

T=mg+2μF

解得:T=170N

若想垂直纸面把砖块拉出来,设拉力T与水平方向夹角为α,根据平衡条件有,

竖直方向:Tsinα=mg

水平方向:Tcosα=2μF

解得:T=130N

答:如果想从上面把它拉出来,至少需要170N竖直向上的力,

如果想垂直纸面把砖块水平拉出来,至少130N与所在的平面平行的力.

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一同学房内有一书桌和一书柜,它们与水平地面之间的动摩擦因数相同,已知书桌重500N,小明用一根轻弹簧沿水平方向匀速拉动书桌,轻弹簧被拉长了5cm,弹簧的劲度系数为4000N/m,如图所示.求:

(1)书桌所受弹簧的拉力多大?

(2)书桌与地面间的动摩擦因数是多少?

正确答案

解:(1)根据胡克定律,则有弹力为:F=kx=4000×0.05=200N;

(2)因为匀速拉动书桌,书桌所受合外力为零,书桌受到的滑动摩擦力:

f1=F=200N

支持力:N1=G1=500N

根据f=μN可得:

动摩擦因数:μ===0.4;

答:(1)书桌所受弹簧的拉力200N;

(2)书桌与地面间的动摩擦因数是0.4.

解析

解:(1)根据胡克定律,则有弹力为:F=kx=4000×0.05=200N;

(2)因为匀速拉动书桌,书桌所受合外力为零,书桌受到的滑动摩擦力:

f1=F=200N

支持力:N1=G1=500N

根据f=μN可得:

动摩擦因数:μ===0.4;

答:(1)书桌所受弹簧的拉力200N;

(2)书桌与地面间的动摩擦因数是0.4.

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如图所示,质量为5.5kg的木块,与竖直墙壁间的动摩擦因数μ=0.5,木块在水平向左的推力F的作用下,紧贴墙壁以大小为2m/s的速度匀速下滑,则推力F的大小为多少?

正确答案

解:木块竖直方向上受到竖直向下的重力mg和竖直向上的滑动摩擦力f,由于木块匀速运动,则有f=mg=5.5×10=55N

木块水平方向上受到水平力F和墙的支持力N,则有N=F

物体匀速下滑,故摩擦力等于重力,故f=mg=μF

解得:F==N=110N;

答:推力的大小为110N.

解析

解:木块竖直方向上受到竖直向下的重力mg和竖直向上的滑动摩擦力f,由于木块匀速运动,则有f=mg=5.5×10=55N

木块水平方向上受到水平力F和墙的支持力N,则有N=F

物体匀速下滑,故摩擦力等于重力,故f=mg=μF

解得:F==N=110N;

答:推力的大小为110N.

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如图所示,水平地面上有一重力为40N的物体,受到水平力F的作用而保持静止.已知物体与地面间的动摩擦因素为0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:

(1)F=2N时物体受到的摩擦力的大小和方向?

(2)F=7N时物体受到的摩擦力的大小和方向?

(3)F=12N时物体受到的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=0.2×40=8(N)

(1)由于F=2N<fm

所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:

故有:f=2N,方向水平向左.

(2)因为F=7N<fm,所以物体受静摩擦力,

大小为f=7N,方向水平向左.

(3)F=12N>fm,物体滑动,受滑动摩擦力f=8N,方向水平向左.

答:(1)F=2N时物体受到的摩擦力的大小2N,方向水平向左.

(2)F=7N时物体受到的摩擦力的大小7N,方向水平向左.

(3)F=12N时物体受到的摩擦力的大小8N,方向水平向左.

解析

解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.2×40=8(N)

(1)由于F=2N<fm

所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:

故有:f=2N,方向水平向左.

(2)因为F=7N<fm,所以物体受静摩擦力,

大小为f=7N,方向水平向左.

(3)F=12N>fm,物体滑动,受滑动摩擦力f=8N,方向水平向左.

答:(1)F=2N时物体受到的摩擦力的大小2N,方向水平向左.

(2)F=7N时物体受到的摩擦力的大小7N,方向水平向左.

(3)F=12N时物体受到的摩擦力的大小8N,方向水平向左.

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如图所示,物体A叠放在物体B上,物体A的质量为1kg,物体B的质量为2kg.A用轻绳系在墙壁上,轻绳与水平方向成53°角.A与B、B与地面间的动摩擦因数均为0.5.若用力F把B匀速向右拉(A未掉下),g取10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,求:

(1)轻绳上的拉力大小

(2)A物体所受的摩擦力大小

(3)力F的大小.

正确答案

解:(1)(2)对A、B受力分析如图所示

取A为研究对象,竖直方向有:FN1+FTcos37°=mAg      

水平方向:Ff1=FTsin37°                     

其中:Ff1=μFN1                              

由以上各式联立并代入数据解得:FT=5N,Ff1=3N           

(3)对B由平衡方程:水平方向:F=Ff1′+Ff2      

竖直方向:FN=mBg+FN1

其中:Ff2=μFN2                             

解得:F=Ff1-μFN2=2Ff1-μmBg=6-0.5×2×20N=16N              

答:(1)轻绳上的拉力大小5N;

(2)A物体所受的摩擦力大小3N;

(3)力F的大小16N.

解析

解:(1)(2)对A、B受力分析如图所示

取A为研究对象,竖直方向有:FN1+FTcos37°=mAg      

水平方向:Ff1=FTsin37°                     

其中:Ff1=μFN1                              

由以上各式联立并代入数据解得:FT=5N,Ff1=3N           

(3)对B由平衡方程:水平方向:F=Ff1′+Ff2      

竖直方向:FN=mBg+FN1

其中:Ff2=μFN2                             

解得:F=Ff1-μFN2=2Ff1-μmBg=6-0.5×2×20N=16N              

答:(1)轻绳上的拉力大小5N;

(2)A物体所受的摩擦力大小3N;

(3)力F的大小16N.

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重为500N的木箱放在水平地面上,木箱与地面间的动摩擦因数是0.2,(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),求:

(1)若用70N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力多大?

(2)如果用120N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力多大?

(3)推动木箱后,若水平推力减小为70N,木箱受到的摩擦力多大?(在木箱停下之前)

正确答案

解:滑动摩擦力=最大静摩擦力Fmax=μmg=0.2×500=100N;

(1)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;

(2)用120N的水平力推木箱时,120N大于100N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=μN=0.2×500=100N;

(3)若水平推力减小为70N,物体还继续滑动,摩擦力还是滑动摩擦力,所以f=100N.

答:(1)用70N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是70N,

(2)用120N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是100N.

(3)推动木箱后,若水平推力减小为70N,木箱受到的摩擦力100N.

解析

解:滑动摩擦力=最大静摩擦力Fmax=μmg=0.2×500=100N;

(1)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;

(2)用120N的水平力推木箱时,120N大于100N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=μN=0.2×500=100N;

(3)若水平推力减小为70N,物体还继续滑动,摩擦力还是滑动摩擦力,所以f=100N.

答:(1)用70N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是70N,

(2)用120N的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力是100N.

(3)推动木箱后,若水平推力减小为70N,木箱受到的摩擦力100N.

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如图所示,重为200N的A木块放在水平桌面上静止不动,桌面与木块之间的动摩擦因数μ=0.1.现将重为15N的B物体通过轻质细绳,跨过定滑轮与A木块连结在一起,则水平桌面与A之间的摩擦力大小为______N.当B物体的重量变为30N,则水平桌面与A之间的摩擦力大小变为______N.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)

正确答案

解:重为200N的A木块放在水平桌面上静止不动,桌面与木块之间的动摩擦因数μ=0.1.则滑动摩擦力大小f=μN=0.1×200=20N,

由于重为15N的B物体,小于滑动摩擦力,因此水平桌面与A之间是静摩擦力,则大小为15N;

当B物体的重量变为30N,大于滑动摩擦力,因此水平桌面与A之间是滑动摩擦力,其大小为20N,

故答案为:15,20.

解析

解:重为200N的A木块放在水平桌面上静止不动,桌面与木块之间的动摩擦因数μ=0.1.则滑动摩擦力大小f=μN=0.1×200=20N,

由于重为15N的B物体,小于滑动摩擦力,因此水平桌面与A之间是静摩擦力,则大小为15N;

当B物体的重量变为30N,大于滑动摩擦力,因此水平桌面与A之间是滑动摩擦力,其大小为20N,

故答案为:15,20.

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重250N的物体放在水平地面上,已知物体与水平面间的最大静摩擦力为150N,动摩擦因素µ=0.5,物体的一端连一根劲度系数为4ⅹ103N/m的轻弹簧.求:

(1)将弹簧拉长2cm时,物体受到的摩擦力多大?

(2)将弹簧拉长4cm时,物体受到的摩擦力多大?

正确答案

解:(1)根据胡克定律得:F=kx=4×103×0.02=80N<fm

可知物体没有滑动,则:f=F=80N.

(2)根据胡克定律得:F=kx′=4×103×0.04N=160N>fm

可知物体已经滑动,则:f=μFN=μmg=0.5×250N=125N.

答:(1)将弹簧拉长2cm时,物体受到地面的摩擦力为80N;

(2)将弹簧拉长4cm时,物体受到地面的摩擦力为125N.

解析

解:(1)根据胡克定律得:F=kx=4×103×0.02=80N<fm

可知物体没有滑动,则:f=F=80N.

(2)根据胡克定律得:F=kx′=4×103×0.04N=160N>fm

可知物体已经滑动,则:f=μFN=μmg=0.5×250N=125N.

答:(1)将弹簧拉长2cm时,物体受到地面的摩擦力为80N;

(2)将弹簧拉长4cm时,物体受到地面的摩擦力为125N.

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如图所示,一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一水平拉力F.(g=10m/s2

(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,当弹簧拉长到14cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数多大?

(2)若将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为多少?

(3)若将弹簧拉长到16cm时,物体所受的摩擦力大小为多少?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)

正确答案

解:(1)物体匀速前进时,由平衡条件得:

k(x-x0)=μmg

代入数据解得:k=100N/m.

(2)若将弹簧拉长到11cm时,弹簧的拉力为:

F1=k(x1-x0)=100×(0.11-0.10)N=1N

最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力:

Ffm=0.2×2×10 N=4 N

可知物体没动,则所受的静摩擦力为:Ff1=F1=1 N.

(3)若将弹簧拉长到16cm时,弹簧弹力为:

F2=k(x2-x0)=100×(0.16-0.10)N=6 N.

大于最大静摩擦力;故物体将加速前进; 物体将加速前进,此时所受到的滑动摩擦力为:

Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10 N=4 N.

答:(1)当弹簧长度为14cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数100N/m.

(2)若将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为1N.

(3)若将弹簧拉长到16cm时,物体所受的摩擦力大小为4N.

解析

解:(1)物体匀速前进时,由平衡条件得:

k(x-x0)=μmg

代入数据解得:k=100N/m.

(2)若将弹簧拉长到11cm时,弹簧的拉力为:

F1=k(x1-x0)=100×(0.11-0.10)N=1N

最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力:

Ffm=0.2×2×10 N=4 N

可知物体没动,则所受的静摩擦力为:Ff1=F1=1 N.

(3)若将弹簧拉长到16cm时,弹簧弹力为:

F2=k(x2-x0)=100×(0.16-0.10)N=6 N.

大于最大静摩擦力;故物体将加速前进; 物体将加速前进,此时所受到的滑动摩擦力为:

Ff2=μFN=μmg=0.2×2×10 N=4 N.

答:(1)当弹簧长度为14cm时,物体恰好匀速运动,弹簧的劲度系数100N/m.

(2)若将弹簧拉长到11cm时,物体所受到的摩擦力大小为1N.

(3)若将弹簧拉长到16cm时,物体所受的摩擦力大小为4N.

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简答题

如图所示,粗糙半球形容器固定在水平面上,O为球心,一质量为m的小物块,静止于容器上的P点,已知OP与水平方向的夹角为θ,重力加速度的大小为g.求小物块受到的支持力和静摩擦力的大小.

正确答案

解:对滑块进行受力分析,作出力图,由平衡条件得知,力Ff和FN的合力与重力mg大小相等、方向相反,如图所示;

则得到:

FN=mgsinθ

Ff=mgcosθ,

答:小物块受到的支持力mgsinθ和静摩擦力的大小mgcosθ.

解析

解:对滑块进行受力分析,作出力图,由平衡条件得知,力Ff和FN的合力与重力mg大小相等、方向相反,如图所示;

则得到:

FN=mgsinθ

Ff=mgcosθ,

答:小物块受到的支持力mgsinθ和静摩擦力的大小mgcosθ.

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简答题

如图 6--4所示,在F作用下,质量为10kg的物体A静止在竖直墙上,这时F=50N,如果F增大为100N,A还静止在墙上,在这两种情况下,A所受到的摩擦力如何变化?(g取10m/s2

正确答案

解:物体静止在竖直墙上,则在竖直方向上摩擦力等于重力;即f=mg=10×10=100N;

静摩擦力与压力无关,故增大压力后,摩擦力不变,仍为100N;

答:增大压力后摩擦力不变,仍为100N.

解析

解:物体静止在竖直墙上,则在竖直方向上摩擦力等于重力;即f=mg=10×10=100N;

静摩擦力与压力无关,故增大压力后,摩擦力不变,仍为100N;

答:增大压力后摩擦力不变,仍为100N.

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简答题

在一次课外探究活动中,某同学设计了一个试验如图所示,用水平力F向左拉金属板B,使其向左运动,而A保持静止,要使弹簧测力计示数保持不变,B向左运动的过程中是否一定要做匀速直线运动?______(填“一定”或“不一定”).

正确答案

解:实验中,弹簧测力计与木块固定不动,木块固定不动,处于平衡状态,木块受到的滑动摩擦力与弹簧测力计拉力是一对平衡力,实验过程中不需要控制木板做匀速直线运动.

故答案为:不一定

解析

解:实验中,弹簧测力计与木块固定不动,木块固定不动,处于平衡状态,木块受到的滑动摩擦力与弹簧测力计拉力是一对平衡力,实验过程中不需要控制木板做匀速直线运动.

故答案为:不一定

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