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简答题

如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m质量分布均匀,总质量为M=2.0kg.链条均匀带正电,总带电量Q=1.0×10-6C将链条放在离地足够高的水平桌面上,空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度大不E=2.0×107N/m.若桌面与链条之间的动摩擦因数为0.5(g取10m/s2),给链条一个向右的初速度,试求:

(1)链条受到的最大滑动摩擦力

(2)当桌面下的链条多长时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力.

正确答案

解:(1)链条刚开始下滑的瞬间,此时链条全部在桌面上,正压力N最大.

N=Mg+qE

则fmax=μN=μ(Mg+qE)=20 N

(2)假设有x的链条在桌面下方

得到x=0.5m

答:(1)链条受到的最大滑动摩擦力20N

(2)当桌面下的链条为0.5m时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力.

解析

解:(1)链条刚开始下滑的瞬间,此时链条全部在桌面上,正压力N最大.

N=Mg+qE

则fmax=μN=μ(Mg+qE)=20 N

(2)假设有x的链条在桌面下方

得到x=0.5m

答:(1)链条受到的最大滑动摩擦力20N

(2)当桌面下的链条为0.5m时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力.

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简答题

如图所示,在水平桌面上放一个重GA=20N的木块A(图甲),已知木块与水平桌面间的动摩擦因数μA=0.4.

(1)使木块A沿桌面做匀速直线运动的水平拉力F为多少牛?

(2)如果再在木块A上加一块重GB=10的木块B(图乙),已知B与A间的动摩擦因数μB=0.2,那么当木块A、B一起沿桌面做匀速直线运动时,所需水平拉力F′为多少牛?A、B之间的摩擦力为多少牛?

正确答案

解:(1)因A做匀速直线运动,则有:

F=μAGA=0.4×20=8(N)

(2)对AB整体受力分析有:

F′=μA(GA+GB)=0.4×(20+10)=12(N)

对B受力分析,因B物体不受外力,故B物体不受摩擦力;

答:(1)水平拉力F为8N;(2)木块A、B一起沿桌面做匀速直线运动时,所需水平拉力F′为12N;A、B之间的摩擦力为0.

解析

解:(1)因A做匀速直线运动,则有:

F=μAGA=0.4×20=8(N)

(2)对AB整体受力分析有:

F′=μA(GA+GB)=0.4×(20+10)=12(N)

对B受力分析,因B物体不受外力,故B物体不受摩擦力;

答:(1)水平拉力F为8N;(2)木块A、B一起沿桌面做匀速直线运动时,所需水平拉力F′为12N;A、B之间的摩擦力为0.

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简答题

踢出去的球,会慢慢停下来.这是由于______运行的汽车即使紧急刹车,也会滑行一段距离才能停下来,这是由于______

正确答案

解:(1)踢出去的球,在运动过程中受到阻力作用,阻力改变了球的运动状态,使球慢慢停下来;

(2)运行的汽车紧急刹车后,由于惯性要保持原来的运动状态继续前进,所以汽车要滑行一段距离才能停下来.

故答案为:球受到阻力作用,汽车具有惯性.

解析

解:(1)踢出去的球,在运动过程中受到阻力作用,阻力改变了球的运动状态,使球慢慢停下来;

(2)运行的汽车紧急刹车后,由于惯性要保持原来的运动状态继续前进,所以汽车要滑行一段距离才能停下来.

故答案为:球受到阻力作用,汽车具有惯性.

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简答题

如图所示,质量为2Kg的物体静止在倾角为30°的斜面上.

(1)请画出物体所受外力的示意图;

(2)计算静止在斜面上时物体受到的摩擦力F的大小;

(3)若再把该物体放在粗糙程度相同的45°的斜面上,受到的摩擦力大小和放在30°斜面上时一样大,计算物体和斜面间的动摩擦因数μ.

正确答案

解:(1)物体受力如图:

(2)沿斜面方向:f=mgsin30°=10N

(3)由题意知,物体在45度的斜面上受到滑动摩擦力,则:

μmgcos45°=f

解得:μ=

答:(1)物体所受外力的示意图如图;

(2)静止在斜面上时物体受到的摩擦力10N;

(3)物体和斜面间的动摩擦因数

解析

解:(1)物体受力如图:

(2)沿斜面方向:f=mgsin30°=10N

(3)由题意知,物体在45度的斜面上受到滑动摩擦力,则:

μmgcos45°=f

解得:μ=

答:(1)物体所受外力的示意图如图;

(2)静止在斜面上时物体受到的摩擦力10N;

(3)物体和斜面间的动摩擦因数

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简答题

分析A的受力,并求出图1至图3中的摩擦力大小(已知量有:A的质量为m,A与接触面间动摩擦因数为μ,外力F)

正确答案

解:图1中物体保持静止,受到的为静摩擦力,则由二力平衡可知,f1=mg;

图2中物体匀速下滑,受到的是滑动摩擦力,摩擦力大小为:f2=μF;

图3中物体和竖直面间没有压力,故物体不受摩擦力;

答:图1中摩擦力mg;图2中摩擦力为μF;图3中不受摩擦力.

解析

解:图1中物体保持静止,受到的为静摩擦力,则由二力平衡可知,f1=mg;

图2中物体匀速下滑,受到的是滑动摩擦力,摩擦力大小为:f2=μF;

图3中物体和竖直面间没有压力,故物体不受摩擦力;

答:图1中摩擦力mg;图2中摩擦力为μF;图3中不受摩擦力.

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简答题

A、B、C为三个质量相同的英汉字典,叠放于水平的课桌面上,大小为F的水平恒力作用于字典B,三个字典以共同的速度v沿水平课桌面匀速向右运动,如图所示,则在运动过程中B作用于A的静摩擦力大小为______,B作用于C的静摩擦力大小为______

正确答案

解:以A为研究对象,分析得知A相对于B没有运动趋势,则B作用于A的静摩擦力为零,否则A所受合力不为零,不可能做匀速直线运动.

以AB作为整体为研究对象,根据平衡条件可知,C对B的静摩擦力大小等于F,方向与F相反,则知B作用于C的静摩擦力为F.

故答案为:0,F

解析

解:以A为研究对象,分析得知A相对于B没有运动趋势,则B作用于A的静摩擦力为零,否则A所受合力不为零,不可能做匀速直线运动.

以AB作为整体为研究对象,根据平衡条件可知,C对B的静摩擦力大小等于F,方向与F相反,则知B作用于C的静摩擦力为F.

故答案为:0,F

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简答题

物体静止在一水平面上,它的质量是m,与水平面之间的动摩擦因数为μ.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用平行于水平面的力F拉物体,得到加速度a和拉力F的关系图象如图所示.(g取10m/s2)求:

(1)物体的质量m.

(2)物体与水平面之间动摩擦因数μ.

正确答案

解:(1)由图象可知,物块在水平方向受拉力F和摩擦力f,

由图可知f的大小f=4N

由牛顿第二定律F=ma

故m==2kg

物体的质量为2kg.

(2)∵f=4N,而f=μFN,FN=mg=20N

∴μ==0.2

物体和水平面间的动摩擦系数为0.2.

解析

解:(1)由图象可知,物块在水平方向受拉力F和摩擦力f,

由图可知f的大小f=4N

由牛顿第二定律F=ma

故m==2kg

物体的质量为2kg.

(2)∵f=4N,而f=μFN,FN=mg=20N

∴μ==0.2

物体和水平面间的动摩擦系数为0.2.

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简答题

已知材料和粗糙程度相同的物块A、B、C,分别重GA=200N,GB=100N,GC=300N.现将C固定于水平地面,A物体放在C上表面,当用F1=80N的水平力拉A物体时,物体作匀速直线运动(如图甲).现在该物体A上再放上B物体,但B被嵌在天花板里的黑色铁片挡住(如图乙).则:

(1)A物体与C物体间的动摩摩擦因数是多大?

(2)图乙中,开始时A静止,现至少在A物体上加多大的水平力才能使A物体运动?(认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力)

正确答案

解:(1)物体做匀速直线运动满足:F1=f=μN=μGA

代入数据得:μ=0.4

(2)要拉动A,需克服B和C对其产生的滑动摩擦力

B对A摩擦力:fB=μNB=μGB=0.4×100=40N

C对A摩擦力:fC=μNC=μ(GB+GA)=0.4×(100+200)=120N

至少在A物体上施加水平力:F2=fB+fC=40+120=160N

答:(1)A物体与C物体间的动摩摩擦因数是0.4

(2)至少在A物体上加160N的水平力才能使A物体运动.

解析

解:(1)物体做匀速直线运动满足:F1=f=μN=μGA

代入数据得:μ=0.4

(2)要拉动A,需克服B和C对其产生的滑动摩擦力

B对A摩擦力:fB=μNB=μGB=0.4×100=40N

C对A摩擦力:fC=μNC=μ(GB+GA)=0.4×(100+200)=120N

至少在A物体上施加水平力:F2=fB+fC=40+120=160N

答:(1)A物体与C物体间的动摩摩擦因数是0.4

(2)至少在A物体上加160N的水平力才能使A物体运动.

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水平地面上放一个重为200N的铁块,铁块与地面间的最大静摩擦力大小为85N,铁块与地面间的动摩擦因素为0.40,一个人用沿着水平方向的力推原来静止的铁块,试求下列各种情况下铁块所受的摩擦力大小:

(1)用60N推力作用后,受到的摩擦力大小?

(2)用100N推力作用后,受到的摩擦力大小?

正确答案

解:(1)最大静摩擦力fm=85N

推力F=60N<fm

得此时摩擦力为静摩擦力      

所以 Ff=F=60N     

(2)推力F=100N>fm

得此时摩擦力为滑动摩擦力

所以F′f=μFN       

FN=G            

所以F′f=80N       

答:(1)用60N推力作用后,受到的摩擦力大小60N;

(2)用100N推力作用后,受到的摩擦力大小80N.

解析

解:(1)最大静摩擦力fm=85N

推力F=60N<fm

得此时摩擦力为静摩擦力      

所以 Ff=F=60N     

(2)推力F=100N>fm

得此时摩擦力为滑动摩擦力

所以F′f=μFN       

FN=G            

所以F′f=80N       

答:(1)用60N推力作用后,受到的摩擦力大小60N;

(2)用100N推力作用后,受到的摩擦力大小80N.

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简答题

如图所示,一质量为m=1kg的滑块沿着粗糙的圆弧轨道滑行,当经过最高点时速度V=2m/s,已知圆弧半经R=2m,滑块与轨道间的摩擦系数μ=0.5,则滑块经过最高点时的摩擦力大小为多少?

正确答案

解:由于滑块做圆周运动,所以在其经过最高点时,由牛顿第二定律 F=m a得

mg-N=

所以 N=mg-=8 (N)

再由 f=μN 得 f=4 (N)

答:过最高点时的摩擦力大小为4N.

解析

解:由于滑块做圆周运动,所以在其经过最高点时,由牛顿第二定律 F=m a得

mg-N=

所以 N=mg-=8 (N)

再由 f=μN 得 f=4 (N)

答:过最高点时的摩擦力大小为4N.

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简答题

某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表是其记录的实验数据.木块的重力为10.00N,重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):

(1)木块与桌面间的最大静摩擦力Ffm______N;

(2)木块与桌面间的动摩擦因数μ=______

正确答案

解:(1)当物体在水平拉力作用下匀速运动时,拉力大小等于滑动摩擦力大小,物体所受滑动摩擦力为:Ff=4.01N,最大静摩擦力大于滑动摩擦力,因此Ffm>4.01N.

(2)滑动摩擦力为:Ff=FNμ   ①

FN=mg      ②

联立①②μ===0.401.

故答案为:(1)4.01;(2)0.401.

解析

解:(1)当物体在水平拉力作用下匀速运动时,拉力大小等于滑动摩擦力大小,物体所受滑动摩擦力为:Ff=4.01N,最大静摩擦力大于滑动摩擦力,因此Ffm>4.01N.

(2)滑动摩擦力为:Ff=FNμ   ①

FN=mg      ②

联立①②μ===0.401.

故答案为:(1)4.01;(2)0.401.

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质量为1kg的物体,从倾角θ=37°的斜面底端,以初速度v0=20m/s沿斜面上滑,可以滑上的最大距离为x=20m,不计空气阻力,重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,则:

(1)物体上滑过程的加速度大小?

(2)物体受到的摩擦力大小?

(3)物体与斜面之间的动摩擦因数?

正确答案

解:(1)根据速度与位移公式有:

得:a===-10m/s2

因此物体上滑过程的加速度大小10m/s2

(2)对物体受力分析,重力,滑动摩擦力f,支持力N,根据力的合成与分解法则,结合牛顿第二定律,则有:

f+mgsin37°=ma

N=mgcos37°

解得:f=ma-mgsin37°=1×10-1×10×0.6=4N;

(3)根据滑动摩擦力公式f=μN,那么动摩擦因数为:

μ===0.5

答:(1)物体上滑过程的加速度大小10m/s2

(2)物体受到的摩擦力大小4N;

(3)物体与斜面之间的动摩擦因数0.5.

解析

解:(1)根据速度与位移公式有:

得:a===-10m/s2

因此物体上滑过程的加速度大小10m/s2

(2)对物体受力分析,重力,滑动摩擦力f,支持力N,根据力的合成与分解法则,结合牛顿第二定律,则有:

f+mgsin37°=ma

N=mgcos37°

解得:f=ma-mgsin37°=1×10-1×10×0.6=4N;

(3)根据滑动摩擦力公式f=μN,那么动摩擦因数为:

μ===0.5

答:(1)物体上滑过程的加速度大小10m/s2

(2)物体受到的摩擦力大小4N;

(3)物体与斜面之间的动摩擦因数0.5.

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简答题

如图所示,轻质弹簧的劲度系数k=20N/m,将其水平拉着一个重为20N物体在水平面上运动,与弹簧的伸长量为4cm时,物体恰好在水平面上做匀速直线运动,求:

(1)物体与水平面间的动摩擦因数.

(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时受到的摩擦力有多大?

(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧.而物体在水平面能继续滑行,这时物体受到的摩擦力多大?

正确答案

解:(1)因为物体匀速直线运动时受力平衡,则有:F=f

根据胡克定律有:F=kx,

根据滑动摩擦力的公式有:f=μN=μmg

联立以上各式并代入数据得:μ=0.04

(2)当弹簧伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力为:F′=kx=20×0.06N=1.2N

此时的滑动摩擦力为:f=μN=μG=0.04×20N=0.8N

(3)撤去弹簧时,物体受到的滑动摩擦力不变,仍为:f=0.8N

答:(1)物体与水平面间的动摩擦因数为0.04.

(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力为1.2N这时受到的摩擦力为0.8N

(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧.而物体在水平面能继续滑行,这时物体受到的摩擦力为0.8N

解析

解:(1)因为物体匀速直线运动时受力平衡,则有:F=f

根据胡克定律有:F=kx,

根据滑动摩擦力的公式有:f=μN=μmg

联立以上各式并代入数据得:μ=0.04

(2)当弹簧伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力为:F′=kx=20×0.06N=1.2N

此时的滑动摩擦力为:f=μN=μG=0.04×20N=0.8N

(3)撤去弹簧时,物体受到的滑动摩擦力不变,仍为:f=0.8N

答:(1)物体与水平面间的动摩擦因数为0.04.

(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力为1.2N这时受到的摩擦力为0.8N

(3)如果在物体运动过程中突然撤去弹簧.而物体在水平面能继续滑行,这时物体受到的摩擦力为0.8N

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如图所示,一块质量为m,长为L的均匀长方形木块放在水平桌面上,木块与桌面间动摩擦因素为μ.现用水平力F推木块,当木块经过图示位置(木块伸出桌外L)时,桌面对它的摩擦力的大小为多少?

正确答案

解:木块重心还在桌面上;故压力仍为:N=mg;

故木板动起来后受到滑动摩擦力:f=μN=μmg

答:摩擦力大小为μmg

解析

解:木块重心还在桌面上;故压力仍为:N=mg;

故木板动起来后受到滑动摩擦力:f=μN=μmg

答:摩擦力大小为μmg

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简答题

质量为2kg的物质放在水平地板上,用一轻质弹簧水平拉物体,当它刚开始运动时弹簧伸长4cm,当弹簧拉着物体匀速运动时弹簧伸长3cm,弹簧劲度系数为250N/m,求:

①物体受到最大静摩擦力多少?

②物体受到的滑动摩擦力多少?

③物体与水平地板间的动摩擦因数μ是多少?(g=10m/s2 )

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=250×0.04N=10N,因此最大静摩擦力大小为10N.

(2)匀速前进时,弹簧伸长3cm.则弹簧的拉力等于滑动摩擦力.

所以滑动摩擦力f=K△X=250×0.03=7.5N

(3)当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长3cm.则弹簧的拉力等于滑动摩擦力.

所以动摩擦因数为μ===0.375

答:(1)物体所受的最大静摩擦力大小10N.

(2)物体所受的滑动摩擦力的大小为7.5N.

(3)物体和地板间的动摩擦因数0.375.

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=250×0.04N=10N,因此最大静摩擦力大小为10N.

(2)匀速前进时,弹簧伸长3cm.则弹簧的拉力等于滑动摩擦力.

所以滑动摩擦力f=K△X=250×0.03=7.5N

(3)当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长3cm.则弹簧的拉力等于滑动摩擦力.

所以动摩擦因数为μ===0.375

答:(1)物体所受的最大静摩擦力大小10N.

(2)物体所受的滑动摩擦力的大小为7.5N.

(3)物体和地板间的动摩擦因数0.375.

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