- 相互作用
- 共34453题
一个质量为2kg的物体,静止在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数为0.5.求:
(1)物体对地面的压力是多少?
(2)当物体受到5N的拉力时,物体依然静止,此时地面对物体的摩擦力是多大?
(3)当物体相对于地面运动时,地面对物体的摩擦力是多大?(g取10m/s2 )
正确答案
解:(1)由题意可知,根据牛顿第三定律,物体对地面的压力,等于地面对物体的支持力,
再由平衡条件可知,地面对物体的支持力等于其重力,即为20N,
因此物体对地面的压力是20N;
(2)当物体受到5N的拉力时,物体依然静止,根据平衡条件可知,地面对物体的摩擦力大小为5N,方向与拉力方向相反;
(3)当物体相对于地面运动时,则受到是滑动摩擦力,
根据f=μN,解得:f=0.5×20=10N,
答:(1)物体对地面的压力是20N;
(2)当物体受到5N的拉力时,物体依然静止,此时地面对物体的摩擦力是5N;
(3)当物体相对于地面运动时,地面对物体的摩擦力是10N.
解析
解:(1)由题意可知,根据牛顿第三定律,物体对地面的压力,等于地面对物体的支持力,
再由平衡条件可知,地面对物体的支持力等于其重力,即为20N,
因此物体对地面的压力是20N;
(2)当物体受到5N的拉力时,物体依然静止,根据平衡条件可知,地面对物体的摩擦力大小为5N,方向与拉力方向相反;
(3)当物体相对于地面运动时,则受到是滑动摩擦力,
根据f=μN,解得:f=0.5×20=10N,
答:(1)物体对地面的压力是20N;
(2)当物体受到5N的拉力时,物体依然静止,此时地面对物体的摩擦力是5N;
(3)当物体相对于地面运动时,地面对物体的摩擦力是10N.
如图所示,一个质量为m=2kg的物体静止在水平地面,现用一个水平向用的拉力F作用在该物体上,已知地面与物体间的动摩擦因数为μ=0.2,则当F为2N,4N,6N时物体受到的摩擦力为多少?
正确答案
解:最大静摩擦力约等于滑动摩擦力f=μN=μG=0.2×20=4N,用2N和4N的力拉不动,静摩擦力分别为2N和4N,拉力为6N时滑动摩擦力为4N.
答:当F为2N,4N,6N时物体受到的摩擦力为2N、4N、4N.
解析
解:最大静摩擦力约等于滑动摩擦力f=μN=μG=0.2×20=4N,用2N和4N的力拉不动,静摩擦力分别为2N和4N,拉力为6N时滑动摩擦力为4N.
答:当F为2N,4N,6N时物体受到的摩擦力为2N、4N、4N.
如图所示,物体A重GA=40N,物体B重GB=20N,用轻质弹簧秤将物体A与竖直墙壁水平连接,水平力F向右拉物体B.当F=30N时,恰能将物体B匀速拉出,且此时弹簧秤的示数为20N.
求:(1)A物体与B物体间的动摩擦因数多大?
(2)地面与B物体间的动摩擦因数多大?
正确答案
解:(1)弹簧秤的示数为20N,且物体A重GA=40N,
根据f=μN,则有:μ==
=0.5
(2)对B受力分析,水平向右的拉力,自身重力,A对B的压力,A对B的滑动摩擦力,及地面对B的滑动摩擦力
在水平方向,则有:F=f′+f
而竖直方向,N′=GA+GB=40+20N=60N
因此μ′==
≈0.17N
答:(1)A物体与B物体间的动摩擦因数为0.5;
(2)地面与B物体间的动摩擦因数为0.17.
解析
解:(1)弹簧秤的示数为20N,且物体A重GA=40N,
根据f=μN,则有:μ==
=0.5
(2)对B受力分析,水平向右的拉力,自身重力,A对B的压力,A对B的滑动摩擦力,及地面对B的滑动摩擦力
在水平方向,则有:F=f′+f
而竖直方向,N′=GA+GB=40+20N=60N
因此μ′==
≈0.17N
答:(1)A物体与B物体间的动摩擦因数为0.5;
(2)地面与B物体间的动摩擦因数为0.17.
某物体的质量为m=10kg,放置在水平面上,它与地面间的动摩擦因数为μ=0.25,它与地面间的最大静摩擦力是28N,取g=10N/kg.
(1)用25N的水平力推放在水平面上的这个物体时,地面对物体的摩擦力是多大?
(2)至少要用多大的水平力,才能把物体推动?
(3)物体运动起来以后,为使其保持匀速运动,应在水平方向施加多大的水平推力?
(4)物体在运动过程中,若把水平推力增大到28N,地面对物体的摩擦力是多大?
(5)此后,若把推力减小到10N,在物体静止前,地面对物体的摩擦力是多大?
(6)若在物体的运动过程中撤去外力,在物体静止前,地面对物体的摩擦力是多大?
正确答案
解:(1)F=25N<28N,物体处于静止状态,受力平衡,地面对物体的摩擦力f=25N,
(2)当F=fmax=28N时,才能把物体推动,
(3)物体运动起来以后,受到滑动摩擦力,为使其保持匀速运动,物体受力平衡,则F=μmg=0.25×100=25N,
(4)物体运动起来以后,受到滑动摩擦力,若把水平推力增大到28N,滑动摩擦力不变,仍为25N,
(5)在物体静止前,物体受到滑动摩擦力,所以地面对物体的摩擦力仍为25N,
(6)若在物体的运动过程中撤去外力,在物体静止前,物体受到滑动摩擦力,所以地面对物体的摩擦力仍为25N.
答:(1)用25N的水平力推放在水平面上的这个物体时,地面对物体的摩擦力是25N;
(2)至少要用28N的水平力,才能把物体推动;
(3)物体运动起来以后,为使其保持匀速运动,应在水平方向施加25N的水平推力;
(4)物体在运动过程中,若把水平推力增大到28N,地面对物体的摩擦力是25N;
(5)此后,若把推力减小到10N,在物体静止前,地面对物体的摩擦力是25N;
(6)若在物体的运动过程中撤去外力,在物体静止前,地面对物体的摩擦力是25N.
解析
解:(1)F=25N<28N,物体处于静止状态,受力平衡,地面对物体的摩擦力f=25N,
(2)当F=fmax=28N时,才能把物体推动,
(3)物体运动起来以后,受到滑动摩擦力,为使其保持匀速运动,物体受力平衡,则F=μmg=0.25×100=25N,
(4)物体运动起来以后,受到滑动摩擦力,若把水平推力增大到28N,滑动摩擦力不变,仍为25N,
(5)在物体静止前,物体受到滑动摩擦力,所以地面对物体的摩擦力仍为25N,
(6)若在物体的运动过程中撤去外力,在物体静止前,物体受到滑动摩擦力,所以地面对物体的摩擦力仍为25N.
答:(1)用25N的水平力推放在水平面上的这个物体时,地面对物体的摩擦力是25N;
(2)至少要用28N的水平力,才能把物体推动;
(3)物体运动起来以后,为使其保持匀速运动,应在水平方向施加25N的水平推力;
(4)物体在运动过程中,若把水平推力增大到28N,地面对物体的摩擦力是25N;
(5)此后,若把推力减小到10N,在物体静止前,地面对物体的摩擦力是25N;
(6)若在物体的运动过程中撤去外力,在物体静止前,地面对物体的摩擦力是25N.
如图所示,放在水平地面上的质量为3.4kg的物块,受到一个与水平方向成α=37°角斜向下方的推力F的作用,在水平地面上做匀速直线运动,其中物体与地面间的动摩擦因数为0.2.求推力F,地面受到的压力N和物块受到的摩擦力f的大小.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2)
正确答案
解:物体受力如图,匀速运动:
水平方向:Fcos37°-f=0 ①
竖直方向:N-mg-Fsin37°=0 ②
又有:f=μN ③
由①②③得:
F=10N
f=8N
N=40N
答:推力10N,地面受到的压力40N,物块受到的摩擦力8N.
解析
解:物体受力如图,匀速运动:
水平方向:Fcos37°-f=0 ①
竖直方向:N-mg-Fsin37°=0 ②
又有:f=μN ③
由①②③得:
F=10N
f=8N
N=40N
答:推力10N,地面受到的压力40N,物块受到的摩擦力8N.
如图所示,编号1是倾角为37°的三角形劈,编号2、3、4、5、6是梯形劈,三角形劈和梯形劈斜面部分位于同一倾斜面内,构成一个完整的斜面体,可视为质点的物块m质量为1kg,与斜面部分的动摩擦因数均为μ1=0.5,三角形劈和梯形劈的质量M=1kg,劈的斜面长度均为l=0.3m,与地面的动摩擦因数均为μ2=0.2,他们紧靠在水平面上,现使物块以平行于斜面方向的速度v=6m/s从三角形劈的低端冲上斜面,假定最大静摩擦等于滑动摩擦,问:
(1)若是所有劈都固定在平面上,通过计算判断物块能否从第六块劈的右上端飞出;
(2)若斜面不固定,物块滑动到第几块劈时,梯形劈开始相对地面滑动?
(3)劈开始相对地面滑动时,物块的速度是多少?
正确答案
解:(1)物体在斜面上上滑时受重力、斜面支持力和摩擦力作用,
根据牛顿第二定律知物体在斜面方向上产生的加速度为:
a==gsiθ+μ1gcosθ=10×0.6+0.5×10×0.8m/s2=10m/s2
物体沿斜面向上做匀减速直线运动,已知初速度和加速度,可求得物体沿斜面上滑的最大距离:
x=
因为x=6×0.3m
所以物体不可以从第六块劈上飞出去;
(2)根据受力知,物体在斜面上运动时受力情况如下图所示:
如图知N=mgcos37°,f=μ1mgcos37°
以劈为研究对象,根据牛顿第三定律知,
劈受到物体的压力N′=N=mgcos37°=1×10×0.8N=8N,
劈受到物体的摩擦力f′=f=μ1mgcos37°=0.5×1×10×0.8N=4N
则以物体所在的n个劈为研究对象进行受力分析如下图所示:
地面对劈的支持力N地=nMg+N′cos37°-f′sin37°
当f′cos37°+N′sin37°=μ2N地时劈刚好开始滑动
代入数据可解得n=3.6,所以物块滑动到第4块劈时,劈开始相对地面滑动;
(3)由(1)知物体在劈运动之前物体在斜面上运动的加速度a=10m/s2,物体在斜面上向上做匀减速运动,根据速度位移关系有:
得物体速度=
答:(1)若是所有劈都固定在平面上,不能从第六块劈的右上端飞出;
(2)若斜面不固定,物块滑动到第4块劈时,梯形劈开始相对地面滑动;
(3)劈开始相对地面滑动时,物块的速度是.
解析
解:(1)物体在斜面上上滑时受重力、斜面支持力和摩擦力作用,
根据牛顿第二定律知物体在斜面方向上产生的加速度为:
a==gsiθ+μ1gcosθ=10×0.6+0.5×10×0.8m/s2=10m/s2
物体沿斜面向上做匀减速直线运动,已知初速度和加速度,可求得物体沿斜面上滑的最大距离:
x=
因为x=6×0.3m
所以物体不可以从第六块劈上飞出去;
(2)根据受力知,物体在斜面上运动时受力情况如下图所示:
如图知N=mgcos37°,f=μ1mgcos37°
以劈为研究对象,根据牛顿第三定律知,
劈受到物体的压力N′=N=mgcos37°=1×10×0.8N=8N,
劈受到物体的摩擦力f′=f=μ1mgcos37°=0.5×1×10×0.8N=4N
则以物体所在的n个劈为研究对象进行受力分析如下图所示:
地面对劈的支持力N地=nMg+N′cos37°-f′sin37°
当f′cos37°+N′sin37°=μ2N地时劈刚好开始滑动
代入数据可解得n=3.6,所以物块滑动到第4块劈时,劈开始相对地面滑动;
(3)由(1)知物体在劈运动之前物体在斜面上运动的加速度a=10m/s2,物体在斜面上向上做匀减速运动,根据速度位移关系有:
得物体速度=
答:(1)若是所有劈都固定在平面上,不能从第六块劈的右上端飞出;
(2)若斜面不固定,物块滑动到第4块劈时,梯形劈开始相对地面滑动;
(3)劈开始相对地面滑动时,物块的速度是.
如图,2kg的木块P放在水平的木板上,向左抽动木板时木块P处于静止状态,此时测力计的指针指在4N处,g=10m/s2.则
(1)木块受到的摩擦力多大?方向如何?
(2)木块与木板间的动摩擦因素多大?
正确答案
解:(1)根据平衡条件,则木块受到的滑动摩擦力f=4N
滑动摩擦力的方向水平向左;
(2)木块与木板间的动摩擦因数μ==
=0.2
答:(1)木块受到的摩擦力4N,方向水平向左;
(2)木块与木板间的动摩擦因素0.2.
解析
解:(1)根据平衡条件,则木块受到的滑动摩擦力f=4N
滑动摩擦力的方向水平向左;
(2)木块与木板间的动摩擦因数μ==
=0.2
答:(1)木块受到的摩擦力4N,方向水平向左;
(2)木块与木板间的动摩擦因素0.2.
如图所示,木块A、B分别重40N和50N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为300N/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,力F作用后,木块A受到的摩擦力和木块B受到的摩擦力分别为多少?(最大静摩擦力=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=300N/m×0.02m=6N;
B木块与地面间的最大静摩擦力为:fBm=μGB=0.2×50N=10N;
而A木块与地面间的最大静摩擦力为:fAm=μGA=0.2×40N=8N;
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+6N=7N,
施加F后,木块A所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为fA=6N;
答:力F作用后木块A所受摩擦力的大小6N,B所受摩擦力的大小7N.
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=300N/m×0.02m=6N;
B木块与地面间的最大静摩擦力为:fBm=μGB=0.2×50N=10N;
而A木块与地面间的最大静摩擦力为:fAm=μGA=0.2×40N=8N;
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+6N=7N,
施加F后,木块A所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为fA=6N;
答:力F作用后木块A所受摩擦力的大小6N,B所受摩擦力的大小7N.
如图所示,重为G的两个完全相同的小球静止在地面上,它们与水平面的动摩擦因数均为
,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力.竖直向上的力F作用在连接两球轻绳的中点,绳间夹角为α=60°,现从零开始逐渐增大F.
(1)当F=G时,每个小球受到的静摩擦力有多大?
(2)当F多大时,小球刚要开始滑动?
正确答案
解:
若绳上拉力记为T,对结点,有
对左球
水平方向:f=Tsin
竖直方向:
(1)当F=G时,解得
f=
(2)当恰好要滑动时,再有
f=μFN
解得F=1.2G
答:(1)当F=G时,每个小球受到的静摩擦力有;
(2)当1.2G时,小球刚要开始滑动.
解析
解:
若绳上拉力记为T,对结点,有
对左球
水平方向:f=Tsin
竖直方向:
(1)当F=G时,解得
f=
(2)当恰好要滑动时,再有
f=μFN
解得F=1.2G
答:(1)当F=G时,每个小球受到的静摩擦力有;
(2)当1.2G时,小球刚要开始滑动.
如图所示,一直角斜槽(两槽面间夹角为90°)对水平面的倾角为θ,一个横截面为正方形的物块,两相邻表面与两槽面接触,且恰能沿此斜槽匀速下滑.假定两槽面的材料和槽面的情况相同,求物块和槽面之间的滑动摩擦系数μ.
正确答案
解:设左右槽面作用于物块的支持力分别为N1、N2,由于对称性,N1=N2,它们的合力N垂直于槽底线,且 ①
相应的左、右二槽面作用于物块的滑动摩擦力f1和f2相等,它们的合力f平行于槽底线,且
f=2f1=2μN1 ②
根据平衡条件 f=mgsinθ,N=mgcosθ
从上面两个方程得 ③
①、②代入③可得:
答:物块和槽面之间的滑动摩擦系数μ为.
解析
解:设左右槽面作用于物块的支持力分别为N1、N2,由于对称性,N1=N2,它们的合力N垂直于槽底线,且 ①
相应的左、右二槽面作用于物块的滑动摩擦力f1和f2相等,它们的合力f平行于槽底线,且
f=2f1=2μN1 ②
根据平衡条件 f=mgsinθ,N=mgcosθ
从上面两个方程得 ③
①、②代入③可得:
答:物块和槽面之间的滑动摩擦系数μ为.
一个重量为G=100N的物体,放在固定的粗糙斜面上,斜面与水平方向的夹角为37°,物体静止不动,求:
(1)物体所受到的摩擦力大小和方向?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(2)斜面对物体的支持力大小和方向?
正确答案
解:对物体受力分析,重力、支持力与静摩擦力;
由力的分解,则有:
(1)物体所受到的摩擦力大小f=Gsin37°=100×0.6=60N,方向沿斜面向上;
(2)斜面对物体的支持力大小N=Gcos37°=100×0.8=80N,方向垂直于斜面向上;
答:(1)物体所受到的摩擦力大小60N和方向沿斜面向上;
(2)斜面对物体的支持力大小80N和方向垂直于斜面向上.
解析
解:对物体受力分析,重力、支持力与静摩擦力;
由力的分解,则有:
(1)物体所受到的摩擦力大小f=Gsin37°=100×0.6=60N,方向沿斜面向上;
(2)斜面对物体的支持力大小N=Gcos37°=100×0.8=80N,方向垂直于斜面向上;
答:(1)物体所受到的摩擦力大小60N和方向沿斜面向上;
(2)斜面对物体的支持力大小80N和方向垂直于斜面向上.
如图所示,一物体质量为m,放在水平地面上,物体与地面间的滑动摩擦系数为μ.若对物体施一与水平成θ角的拉力F的作用.求:
(1)力F沿水平方向的分力.
(2)力F沿竖直方向的分力.
(3)若物体静止不动,物体受到的摩擦力的大小.
(4)若物体沿水平地面滑动,物体受到的摩擦力的大小.
正确答案
解:(1)力F沿水平方向的分力,Fx=Fcosθ,
(2)力F沿竖直方向的分力,Fy=Fsinθ,
(3)在水平方向,由二力平衡,物体受到的摩擦力的大小f=Fcosθ,
(4)f=μN
在竖直方向,N=mg-Fsinθ,
得:f=μ(mg-Fsinθ)
答:(1)力F沿水平方向的分力Fcosθ.
(2)力F沿竖直方向的分力Fsinθ.
(3)若物体静止不动,物体受到的摩擦力的大小Fcosθ.
(4)若物体沿水平地面滑动,物体受到的摩擦力的大小μ(mg-Fsinθ).
解析
解:(1)力F沿水平方向的分力,Fx=Fcosθ,
(2)力F沿竖直方向的分力,Fy=Fsinθ,
(3)在水平方向,由二力平衡,物体受到的摩擦力的大小f=Fcosθ,
(4)f=μN
在竖直方向,N=mg-Fsinθ,
得:f=μ(mg-Fsinθ)
答:(1)力F沿水平方向的分力Fcosθ.
(2)力F沿竖直方向的分力Fsinθ.
(3)若物体静止不动,物体受到的摩擦力的大小Fcosθ.
(4)若物体沿水平地面滑动,物体受到的摩擦力的大小μ(mg-Fsinθ).
A、B两物体叠放在一起,静止在水平地面上,它们的重量分别是GA=110N,GB=120N,A用绳与竖直墙壁相连,绳与水平面夹角为37°,如图所示,A与B,B与水平面间的动摩擦因数均为0.5,若用水平恒力F把B从A下匀速拉出,水平恒力F应是多大?
正确答案
解:A、B的受力分析如下图所示.
对A:由平衡条件
FTsin 37°=Ff1=μFN1 …①
FTcos 37°+FN1=mAg…②
联立①、②两式可得:
FN1==66N
Ff1=μFN1=33N
对B用平衡条件:
F=F′f1+Ff2=F′f1+μFN2=Ff1+μ(FN1+mBg)
=2Ff1+μmBg=126N
答:所加水平力F的大小为126N.
解析
解:A、B的受力分析如下图所示.
对A:由平衡条件
FTsin 37°=Ff1=μFN1 …①
FTcos 37°+FN1=mAg…②
联立①、②两式可得:
FN1==66N
Ff1=μFN1=33N
对B用平衡条件:
F=F′f1+Ff2=F′f1+μFN2=Ff1+μ(FN1+mBg)
=2Ff1+μmBg=126N
答:所加水平力F的大小为126N.
如图所示,完全相同的两物块A、B,质量均为1kg,与地面间的动摩擦因数均为0.2(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),它们之间连接有一劲度系数为100N/m的轻弹簧.整个系统置于水平地面上静止不动,弹簧处于原长.现有一水平向右的变力F作用于物块B上,F从0开始,缓慢增大到3N时,轻弹簧的最大伸长量为多少?(g取10m/s2)
正确答案
解:B物块与地面间的最大静摩擦力为fm=μFN=0.2×1×10N=2N.
所以拉力F在0~2N的过程中,木块B不能被拉动,弹簧不能被拉长.
拉力大于2N时,B开始滑动;
当拉力F=3N时,迫使弹簧伸长的力为:△F=3-2=1N.故A仍处于静止,
则根据胡克定律知:△x==
m=0.01m=1cm.
答:轻弹簧的最大伸长量为1cm.
解析
解:B物块与地面间的最大静摩擦力为fm=μFN=0.2×1×10N=2N.
所以拉力F在0~2N的过程中,木块B不能被拉动,弹簧不能被拉长.
拉力大于2N时,B开始滑动;
当拉力F=3N时,迫使弹簧伸长的力为:△F=3-2=1N.故A仍处于静止,
则根据胡克定律知:△x==
m=0.01m=1cm.
答:轻弹簧的最大伸长量为1cm.
如图所示,物体A重力GA=20N,物体B重力GB=40N,A与B、B与地之间的动摩擦系数µ相同。用水平绳将物体A系在竖直墙壁上,水平力F向右拉物体B,当F=30N时,刚好能将B匀速拉出。求
(1)请在图中画出物体B所受摩擦力的示意图,并写出各摩擦力的表达式;
(2)请求出滑动摩擦系数µ的大小.
正确答案
解:(1)图中画出物体B所受摩擦力的示意图,
如图所示:
设接触面间的动摩擦因数为μ,
物体A与B间的摩擦力为 F1=μGA
物体B与地面间的滑动摩擦力为 F2=μ(GA+GB)
(2)将B匀速拉出,拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等,
有 F=μGA+μ(GA+GB)=μ(2GA+GB)
即30=μ(2×20+40)解得:μ=0.375
答:(1)如上图所示;
(2)滑动摩擦系数µ的大小为0.375.
解析
解:(1)图中画出物体B所受摩擦力的示意图,
如图所示:
设接触面间的动摩擦因数为μ,
物体A与B间的摩擦力为 F1=μGA
物体B与地面间的滑动摩擦力为 F2=μ(GA+GB)
(2)将B匀速拉出,拉力大小与两个摩擦力的合力大小应相等,
有 F=μGA+μ(GA+GB)=μ(2GA+GB)
即30=μ(2×20+40)解得:μ=0.375
答:(1)如上图所示;
(2)滑动摩擦系数µ的大小为0.375.
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