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简答题

如图所示,楼梯口一倾斜天花板与水平面的夹角θ=37°,一装潢工人手持木杆绑着刷子粉刷天花板.工人所持木杆对刷子的作用力始终保持竖直向上,大小为F=10N,刷子的质量为m=0.5kg,刷子可视为质点,且沿天花板向上匀速运动,取sin 37°=0.6,试求刷子与天花板间的动摩擦因数.

正确答案

解:刷子受四个力作用,如图,由平衡条件得:

Fsin θ=mgsin θ+Ff

Fcos θ=mgcos θ+FN

且Ff=μFN

由三式得:μ=tanθ=0.75

答:刷子与天花板间的动摩擦因数为0.75.

解析

解:刷子受四个力作用,如图,由平衡条件得:

Fsin θ=mgsin θ+Ff

Fcos θ=mgcos θ+FN

且Ff=μFN

由三式得:μ=tanθ=0.75

答:刷子与天花板间的动摩擦因数为0.75.

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简答题

(2015秋•巴彦淖尔校级期末)如图所示,轻质弹簧的劲度系数为20N/cm,用其拉着一个重200N的物体在水平面上运动.当弹簧的伸长量为4cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动.

(1)求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?这时物体受到的摩擦力有多大?

(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力有多大?

正确答案

解:(1)根据胡克定律得,弹簧的拉力F=kx,由平衡条件得:

滑动摩擦力:f=F

支持力:FN=G

又f=μFN,联立代入得到  

μ===0.4;

(2)当弹簧的伸长量增加为6cm时,弹力增加为F=kx=20N/cm×6cm=120N;

由于动摩擦因数μ不变,物体对地面的压力大小FN不变,则滑动摩擦力f不变,f=μG=80N

(3)突然撤去弹簧物体在水平面继续滑行,物体受滑动摩擦力,

由于压力不变,故滑动摩擦力不变,为80N;

答:(1)物体与水平面间的动摩擦因数0.4;

(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有120N;这时物体受到的摩擦力有80N;

(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力有80N

解析

解:(1)根据胡克定律得,弹簧的拉力F=kx,由平衡条件得:

滑动摩擦力:f=F

支持力:FN=G

又f=μFN,联立代入得到  

μ===0.4;

(2)当弹簧的伸长量增加为6cm时,弹力增加为F=kx=20N/cm×6cm=120N;

由于动摩擦因数μ不变,物体对地面的压力大小FN不变,则滑动摩擦力f不变,f=μG=80N

(3)突然撤去弹簧物体在水平面继续滑行,物体受滑动摩擦力,

由于压力不变,故滑动摩擦力不变,为80N;

答:(1)物体与水平面间的动摩擦因数0.4;

(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有120N;这时物体受到的摩擦力有80N;

(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力有80N

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简答题

如图所示,AB两物体放在倾角为30°的斜面上,已知物体A与物体B之间的动摩擦因数为,物体B与斜面之间的动摩擦因数为,AB两物体的质量均为2kg,试求物体A与物体B之间及物体B与斜面之间的摩擦力.

正确答案

解:对于A,B对A的最大静摩擦力 fmAABmgcos30°=×2×10×=15N,A的重力沿斜面向下的分力 GA1=mgsin30°=2×10×0.5N=10N

由于GA1<fmA,所以A相对于B静止.

对于AB整体,斜面对B的最大静摩擦力 fmBB斜•2mgcos30°=×4×10×=10N,整体的重力沿斜面向下的分力 GAB=2mgsin30°=4×10×0.5N=20N

由于GAB>fmB,所以整体向下滑动.

则物体B与斜面之间的摩擦力为 f2=fmB=10N

设物体B对物体A的摩擦力大小为f1.方向沿斜面向上.

根据牛顿第二定律得:

对A有:mgsin30°-f1=ma

对整体有:2mgsin30°-f2=2ma

联立解得 f1=5N.

答:物体A与物体B之间是5N,物体B与斜面之间的摩擦力是10N.

解析

解:对于A,B对A的最大静摩擦力 fmAABmgcos30°=×2×10×=15N,A的重力沿斜面向下的分力 GA1=mgsin30°=2×10×0.5N=10N

由于GA1<fmA,所以A相对于B静止.

对于AB整体,斜面对B的最大静摩擦力 fmBB斜•2mgcos30°=×4×10×=10N,整体的重力沿斜面向下的分力 GAB=2mgsin30°=4×10×0.5N=20N

由于GAB>fmB,所以整体向下滑动.

则物体B与斜面之间的摩擦力为 f2=fmB=10N

设物体B对物体A的摩擦力大小为f1.方向沿斜面向上.

根据牛顿第二定律得:

对A有:mgsin30°-f1=ma

对整体有:2mgsin30°-f2=2ma

联立解得 f1=5N.

答:物体A与物体B之间是5N,物体B与斜面之间的摩擦力是10N.

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一个质量为2kg的物体放在动摩擦因数为0.2的水平地面上,用水平力F去拉,此时弹簧的伸长量为30cm,弹簧的劲度系数为20N/m,求物体所受的摩擦力.(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10m/s2

正确答案

解:根据胡克定律:F=kx=6N,

因f=μN 

在竖直方向有N=mg,

代入数据得f=μmg=4N,

拉力大于最大静摩擦力,故物体受到的是滑动摩擦力,

故所受摩擦力大小为4N,方向水平向左.    

答:物体所受的摩擦力大小为4N,方向水平向左.

解析

解:根据胡克定律:F=kx=6N,

因f=μN 

在竖直方向有N=mg,

代入数据得f=μmg=4N,

拉力大于最大静摩擦力,故物体受到的是滑动摩擦力,

故所受摩擦力大小为4N,方向水平向左.    

答:物体所受的摩擦力大小为4N,方向水平向左.

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简答题

如图所示,倾角a=60°的斜面上,放一质量为1kg的物体,用k=100N/m的轻弹簧平行于斜面拉着,物体放在PQ之间任何位置都能处于静止状态,而超过这一范围,物体就会沿斜面滑动.若AP=22cm,AQ=8cm,试求物体与斜面间的最大静摩擦力的大小.

正确答案

解:P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置,在P点弹簧处于伸长状态,受力分析如图(1)所示:

根据共点力平衡条件,有:

Ffm=F1-mgsinα        ①

在Q点弹簧处于压缩状态,受力分析如图(2)所示,根据共点力平衡条件,有:

Ffm=F2+mgsinα           ②

设弹簧的原长为x,有:

F1=k(0.22-x)        ③

F2=k(x-0.08)④

联立①②③④得:

2Ffm=F1+F2=k(0.22-0.08)

所以Ffm=×100×0.14 N=7 N.

答:物体与斜面间的最大静摩擦力的大小为7N.

解析

解:P、Q两点应是静摩擦力最大的两个临界位置,在P点弹簧处于伸长状态,受力分析如图(1)所示:

根据共点力平衡条件,有:

Ffm=F1-mgsinα        ①

在Q点弹簧处于压缩状态,受力分析如图(2)所示,根据共点力平衡条件,有:

Ffm=F2+mgsinα           ②

设弹簧的原长为x,有:

F1=k(0.22-x)        ③

F2=k(x-0.08)④

联立①②③④得:

2Ffm=F1+F2=k(0.22-0.08)

所以Ffm=×100×0.14 N=7 N.

答:物体与斜面间的最大静摩擦力的大小为7N.

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简答题

如图所示,用力F将质量为1kg的物体压在竖直墙上,F=50N,方向垂直于墙,墙与物体间的动摩擦因数为µ=0.16.

求(1)若物体静止不动,则物体受到的静摩擦力是多大;

(2)若物体加速下滑,则物体受到滑动摩擦力是多大.(g=10m/s2

正确答案

解:(1)若物体静止不动,说明问题处于平衡状态,受平衡力的作用,f=G=10N,方向与重力的方向相反,竖直向上;

(2)物体沿墙壁加速下滑时,物体受到重力mg、压力F、墙壁的支持力N和滑动摩擦力f,由滑动摩擦力公式,可得

f=μF=0.16×50N=8N;方向与重力的方向相反,竖直向上;

答:(1)若物体静止不动,则物体受到的静摩擦力是10N;

(2)若物体加速下滑,则物体受到滑动摩擦力是8N.

解析

解:(1)若物体静止不动,说明问题处于平衡状态,受平衡力的作用,f=G=10N,方向与重力的方向相反,竖直向上;

(2)物体沿墙壁加速下滑时,物体受到重力mg、压力F、墙壁的支持力N和滑动摩擦力f,由滑动摩擦力公式,可得

f=μF=0.16×50N=8N;方向与重力的方向相反,竖直向上;

答:(1)若物体静止不动,则物体受到的静摩擦力是10N;

(2)若物体加速下滑,则物体受到滑动摩擦力是8N.

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要使重100N的箱子从原地移动,必须用200N的最小水平推力,箱子从原地移动以后,为了使它继续匀速滑动,只要160N的水平推力就行了,试求:

(1)箱子与地面间的最大静摩擦力;

(2)箱子与地面间的动摩擦因数;

(3)如果用100N的水平推力推桌子,则静摩擦力为多大?

正确答案

解:(1)由题目条件知:最大静摩擦力Fm=200N

(2)物体从原地移动以后,受到的是滑动摩擦力,由二力平衡条件知

f=μN=μmg=160N

所以μ=1.6

(3)当用100N推力推物体时推不动,摩擦力是100N

答:物体受到的最大静摩擦力为200N;与地面间的动摩擦因数1.6;当用100N推力推物体时推不动,摩擦力是100N

解析

解:(1)由题目条件知:最大静摩擦力Fm=200N

(2)物体从原地移动以后,受到的是滑动摩擦力,由二力平衡条件知

f=μN=μmg=160N

所以μ=1.6

(3)当用100N推力推物体时推不动,摩擦力是100N

答:物体受到的最大静摩擦力为200N;与地面间的动摩擦因数1.6;当用100N推力推物体时推不动,摩擦力是100N

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简答题

用弹簧秤称物块时,读数为7.5N,用弹簧秤拉着物块沿倾角为37°的斜面向上匀速滑动时,读数为6N,物块与斜面间的动摩擦因数为______

正确答案

解:(1)当用弹簧秤称物块时根据平衡条件可得:F1=G=7.5N

(2)当用弹簧秤拉着物块沿着斜面匀速上滑过程中,

根据平衡条件可得:F=f+Gsinθ…①

f=μGcosθ…②

由两个式子可得:μ=0.25

答:物块与斜面间的动摩擦因数为0.25.

解析

解:(1)当用弹簧秤称物块时根据平衡条件可得:F1=G=7.5N

(2)当用弹簧秤拉着物块沿着斜面匀速上滑过程中,

根据平衡条件可得:F=f+Gsinθ…①

f=μGcosθ…②

由两个式子可得:μ=0.25

答:物块与斜面间的动摩擦因数为0.25.

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如图所示,斜面倾角为α,且sinα=0.6    cosα=0.8,当用228N的力拉绳时,人与板一起匀速上滑,当用132N的力拉绳时,人与板一起匀速下滑,若人重为500N,求

(1)在人与板一起匀速上滑的过程中,板对人的摩擦力.

(2)板受到的重力大小及其与斜面间摩擦力的大小.

正确答案

解:(1)以人为对象,匀速上滑时,据共点力平衡条件可得:

Gsinα=T1+f0

解得:f0=72N  沿斜面向上

(2)以人和木板构成的整体为研究对象,匀速下滑时,受力如图所示,

据共点力平衡条件可得:(G+G)sinα=2T1+f

当人和板一起匀速上滑时,受力如图所示.据共点力平衡条件得:2T2=f+(G+G)sinα

解得:G=100N,f=96N

答:(1)在人与板一起匀速上滑的过程中,板对人的摩擦力72N.

(2)板受到的重力100N,其与斜面间摩擦力的大小96N.

解析

解:(1)以人为对象,匀速上滑时,据共点力平衡条件可得:

Gsinα=T1+f0

解得:f0=72N  沿斜面向上

(2)以人和木板构成的整体为研究对象,匀速下滑时,受力如图所示,

据共点力平衡条件可得:(G+G)sinα=2T1+f

当人和板一起匀速上滑时,受力如图所示.据共点力平衡条件得:2T2=f+(G+G)sinα

解得:G=100N,f=96N

答:(1)在人与板一起匀速上滑的过程中,板对人的摩擦力72N.

(2)板受到的重力100N,其与斜面间摩擦力的大小96N.

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水平桌面上重为50N的物体,在与水平夹角为37°的斜向上的牵引力F=20N的力作用下匀速运动,求物体与水平地面的摩擦因数.

正确答案

解:对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和摩擦力,如图所示:

根据平衡条件,有:

水平方向:Fcosθ-f=0

竖直方向:N+Fsinθ-mg=0

其中:f=μN

故:Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=0

解得:μ==

答:物体与水平地面的摩擦因数0.42.

解析

解:对物体受力分析,受重力、拉力、支持力和摩擦力,如图所示:

根据平衡条件,有:

水平方向:Fcosθ-f=0

竖直方向:N+Fsinθ-mg=0

其中:f=μN

故:Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=0

解得:μ==

答:物体与水平地面的摩擦因数0.42.

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简答题

如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂砝码质量为0.6kg,弹簧秤示数为2N,滑轮摩擦不计.求:轻轻去掉砝码后,木块A在水平方向上所受摩擦力的大小和弹簧秤的示数.

正确答案

解:开始时A受向右的拉力6N,向左的弹簧拉力为2N,两力的合力为4N;而物体受于静止,说明A物体受到的摩擦力为6N,方向向左;

当撤去砝码后,弹簧的弹力不变为2N,物体受到的拉力小于6N,物体一定会保持静止,受静摩擦力;弹力不变,仍为2N;由二力平衡可知,摩擦力的大小也为2N;

答:摩擦力的大小为2N;弹簧秤的示数为2N;

解析

解:开始时A受向右的拉力6N,向左的弹簧拉力为2N,两力的合力为4N;而物体受于静止,说明A物体受到的摩擦力为6N,方向向左;

当撤去砝码后,弹簧的弹力不变为2N,物体受到的拉力小于6N,物体一定会保持静止,受静摩擦力;弹力不变,仍为2N;由二力平衡可知,摩擦力的大小也为2N;

答:摩擦力的大小为2N;弹簧秤的示数为2N;

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如图所示,物体A重40N,物体B重20N,A与B、B与地的动摩擦因数相同,物体B用细绳系住,当水平力F=32N时,才能将A匀速拉出,求

(1)A B的摩擦力的大小  

(2)A与地面的摩擦力的大小

(3)接触面间的动摩擦因数.

正确答案

解:以A物体为研究对象,其受力情况如图所示:

则物体B对其压力 FN2=GB=20N,

地面对A的支持力 FN1=GA+GB=60N,

因此AB间的滑动摩擦力 Ff2=μFN2=20μ,

A受地面的摩擦力:Ff1=μFN1=60μ,

由题意得:F=Ff1+Ff2=60μ+20μ=80μ,F=32(N),

代入即可得到:μ=0.4.

代入解得:AB间的摩擦力为20×0.4=8N;

A受地面的摩擦力Ff1=μFN1=60μ=60×0.4=24N;

答:(1)AB间的摩擦力为8N;(2)A受地面的摩擦力为24N;(3)动摩擦因数为0.4.

解析

解:以A物体为研究对象,其受力情况如图所示:

则物体B对其压力 FN2=GB=20N,

地面对A的支持力 FN1=GA+GB=60N,

因此AB间的滑动摩擦力 Ff2=μFN2=20μ,

A受地面的摩擦力:Ff1=μFN1=60μ,

由题意得:F=Ff1+Ff2=60μ+20μ=80μ,F=32(N),

代入即可得到:μ=0.4.

代入解得:AB间的摩擦力为20×0.4=8N;

A受地面的摩擦力Ff1=μFN1=60μ=60×0.4=24N;

答:(1)AB间的摩擦力为8N;(2)A受地面的摩擦力为24N;(3)动摩擦因数为0.4.

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如图甲所示,水平地面上的P点有一质量m=1.0kg的滑块,一轻弹簧左端固定在墙面,右端与滑块接触(不粘连),弹簧处于原长.现推动滑块将弹簧压缩到Q点,PQ间的距离△x=0.40m.t=0时刻释放滑块,利用速度传感器描绘出滑块的速度-时间图象如图乙中的Oabc所示,其中Oab段为曲线,bc段为直线.Od是速度图象上O点的切线.取g=10m/s2.求:

(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ;

(2)弹簧的劲度系数k.

正确答案

解:(1)从图象上知bc段对应滑块脱离弹簧后的运动,滑块的加速度大小为:

a1===5m/s2

由牛顿第二定律知:μmg=ma1,解得:μ=0.5

(2)由速度图象的斜率等于加速度,则知t=0时刻滑块的加速度a2===30m/s2

根据牛顿第二定律得:k△x-μmg=ma2,解得:k=87.5N/m

答:

(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ是0.5;

(2)弹簧的劲度系数k是87.5N/m.

解析

解:(1)从图象上知bc段对应滑块脱离弹簧后的运动,滑块的加速度大小为:

a1===5m/s2

由牛顿第二定律知:μmg=ma1,解得:μ=0.5

(2)由速度图象的斜率等于加速度,则知t=0时刻滑块的加速度a2===30m/s2

根据牛顿第二定律得:k△x-μmg=ma2,解得:k=87.5N/m

答:

(1)滑块与地面间的动摩擦因数μ是0.5;

(2)弹簧的劲度系数k是87.5N/m.

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简答题

质量为m的均匀长方形木料放在水平桌面上,木料与水平面的动摩擦因数为μ,现用水平力F拉木料,如图所示,当木料的离开桌面时,桌面对它的摩擦力等于多少?

正确答案

解:当木料经过图示位置时,对桌面的压力等于木料的重力,木料与桌面间的滑动摩擦力大小仍为重力的μ倍,则桌面对它的滑动摩擦力大小为μmg.

答:桌面对它的摩擦力等于μmg

解析

解:当木料经过图示位置时,对桌面的压力等于木料的重力,木料与桌面间的滑动摩擦力大小仍为重力的μ倍,则桌面对它的滑动摩擦力大小为μmg.

答:桌面对它的摩擦力等于μmg

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简答题

如图所示,重物B在水平面上保持静止状态,OA绳与水平方向的夹角为60°,OB绳为水平方向,悬挂的物体C重为10N,求OA绳受拉力大小和重物B与水平面间摩擦力的大小.

正确答案

解;方向O点受力知:

FAOsin60°=mg

FAOcos60°=FOB

B受的摩擦力f=FOB

联立得:f=N

FOA=N

答:OA绳受拉力N,重物B与水平面间摩擦力的N.

解析

解;方向O点受力知:

FAOsin60°=mg

FAOcos60°=FOB

B受的摩擦力f=FOB

联立得:f=N

FOA=N

答:OA绳受拉力N,重物B与水平面间摩擦力的N.

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