- 相互作用
- 共34453题
质量为46kg的物体放在水平地面上,要使它运动起来,至少需要在水平方向上加一大小为100N的拉力,g=10m/s2,则:
(1)物体与水平地面间的最大静摩擦力是多少?
(2)如果物体运动起来后,保持拉力的大小不变,要使它做匀速运动,力的方向要改为斜向上与水平方向成37°角,物体与水平面间的动摩擦因数是多少?(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8)
正确答案
解:(1)至少需要在水平方向上加一大小为100N的拉力,说明最大静摩擦力fmax=100N
(2)水平方向f=Fcos37°=100×0.8=80N
竖直方向N+Fsin37°=mg
又f=μN
联立得μ=0.2
答:(1)物体与水平地面间的最大静摩擦力是100N;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数是0.2.
解析
解:(1)至少需要在水平方向上加一大小为100N的拉力,说明最大静摩擦力fmax=100N
(2)水平方向f=Fcos37°=100×0.8=80N
竖直方向N+Fsin37°=mg
又f=μN
联立得μ=0.2
答:(1)物体与水平地面间的最大静摩擦力是100N;
(2)物体与水平面间的动摩擦因数是0.2.
质量为5kg的物体静止在粗糙的水平桌面上,与桌面间的动摩擦因数为0.2,(g=10m/s2).设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.试求:
(1)如果对物体施加一个水平向右大小为8N的拉力,求物体受到的摩擦力.
(2)如果对物体施加一个水平向右大小为20N的拉力,试求物体的加速度.
正确答案
解:(1)物体所受最大静摩擦力为:Fmax=μFN=μmg=0.2×50N=10N,
水平拉力F=8N<Fmax,则物体拉不动,受到静摩擦力作用,大小等于拉力,即为8N,方向水平向右.
(2)当对物体施加一个水平向右大小为20N的拉力,拉力大于最大静摩擦力,则物体滑动,
所以物体与桌面间摩擦力为:F=μFN=μmg=0.2×50N=10N;
根据牛顿第二定律,则有:F-f=ma;
解得:a==
=2m/s2;
方向水平向右.
答:(1)如果对物体施加一个水平向右大小为8N的拉力,物体受到的摩擦力8N,方向水平向右.
(2)如果对物体施加一个水平向右大小为20N的拉力,物体的加速度2m/s2;方向水平向右.
解析
解:(1)物体所受最大静摩擦力为:Fmax=μFN=μmg=0.2×50N=10N,
水平拉力F=8N<Fmax,则物体拉不动,受到静摩擦力作用,大小等于拉力,即为8N,方向水平向右.
(2)当对物体施加一个水平向右大小为20N的拉力,拉力大于最大静摩擦力,则物体滑动,
所以物体与桌面间摩擦力为:F=μFN=μmg=0.2×50N=10N;
根据牛顿第二定律,则有:F-f=ma;
解得:a==
=2m/s2;
方向水平向右.
答:(1)如果对物体施加一个水平向右大小为8N的拉力,物体受到的摩擦力8N,方向水平向右.
(2)如果对物体施加一个水平向右大小为20N的拉力,物体的加速度2m/s2;方向水平向右.
质量为m的物体放在水平面上,它们之间的动摩擦因素为u1,求使物体沿水平面匀速运动的最小力F.
正确答案
解:当拉力斜向上时比较省力,设拉力与水平方向的夹角为θ;
对滑块受力分析,受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,根据共点力平衡条件并结合正交分解法,有:
水平方向:Fcosθ-f=0
竖直方向:N+Fsinθ-mg=0
其中:f=μ1N
联立解得:
F==
令,则
则F=
故拉力的最小值为:Fmin=
答:拉力的最小值为.
解析
解:当拉力斜向上时比较省力,设拉力与水平方向的夹角为θ;
对滑块受力分析,受重力、拉力、支持力和滑动摩擦力,根据共点力平衡条件并结合正交分解法,有:
水平方向:Fcosθ-f=0
竖直方向:N+Fsinθ-mg=0
其中:f=μ1N
联立解得:
F==
令,则
则F=
故拉力的最小值为:Fmin=
答:拉力的最小值为.
质量为1kg的物体停放在水平地面上,物体与地面间的最大静摩擦力为2.2N,动摩擦因数为0.2.现给物体施加一水平方向的外力F,则当F=1N时,物体与地面间的摩擦力f1=______N;当F=2.2N时,物体与地面间的摩擦力f2=______N;当F=3N时,物体与地面间的摩擦力f3=______N.(g取10m/)
正确答案
解:当外力为1N时,小于最大静摩擦力,所以物体处于静止,则物体与地面间的摩擦力大小等于外力大小,即为1N.
当F=2.2N时,摩擦力达到最大值,则物体与地面间的摩擦力f2=2.2N;
当外力等于3N时,大于最大静摩擦力,所以物体处于相对滑动状态,则物体与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,则大小为f3=μFN=0.2×10N=2N,
故答案为:1N,2.2N,2N
解析
解:当外力为1N时,小于最大静摩擦力,所以物体处于静止,则物体与地面间的摩擦力大小等于外力大小,即为1N.
当F=2.2N时,摩擦力达到最大值,则物体与地面间的摩擦力f2=2.2N;
当外力等于3N时,大于最大静摩擦力,所以物体处于相对滑动状态,则物体与地面间的摩擦力为滑动摩擦力,则大小为f3=μFN=0.2×10N=2N,
故答案为:1N,2.2N,2N
重为20N的砖平放在水平地面上,砖与地面间的最大静摩擦力为6N,动摩擦因数为0.25.现用5.5N,10N和15N的水平力分别去推砖,砖受到的摩擦力分别为多大?
正确答案
解:当推力为5.5N时,物体受到的推力小于最大静摩擦力6N,物体仍静止,故物体受到的摩擦力为静摩擦力,故摩擦力为5.5N;
当于10N和15N的力推砖时,均大于最大静摩擦力,物体被推动,摩擦力为滑动摩擦力,大小为:f=μG=0.25×20=5N;
答:当用5.5N时的力去推时,摩擦力大小为5.5N;当用10N和15N时摩擦力均为5N.
解析
解:当推力为5.5N时,物体受到的推力小于最大静摩擦力6N,物体仍静止,故物体受到的摩擦力为静摩擦力,故摩擦力为5.5N;
当于10N和15N的力推砖时,均大于最大静摩擦力,物体被推动,摩擦力为滑动摩擦力,大小为:f=μG=0.25×20=5N;
答:当用5.5N时的力去推时,摩擦力大小为5.5N;当用10N和15N时摩擦力均为5N.
某公园要在儿童乐园中建一座滑梯,已知儿童与斜面间动摩擦因数μ=0.75,那么倾角θ至少要多大,儿童在斜面上才可以由静止开始滑下?(设最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等)
正确答案
解:人在斜面上的话受到平行于斜面的合力大小等于mgsinθ-μmgcosθ.
合力等于0时,有mgsinθ-μmgcosθ=0,移项得μ=tanθ;
若μ>tanθ,则mgsinθ-μmgcosθ<0.儿童不会下滑;
若μ<tanθ,则合力大于0,儿童会受到向下的力,将加速下滑;
如果μ=tanθ.合力等于零.则无需拉力拉动,只需要有给儿童一个初速度即可以匀速向下滑动了,此时μ=tanθ=0.75,所以θ=37°;
答:倾角θ至少要37°,儿童在斜面上才可以由静止开始滑下.
解析
解:人在斜面上的话受到平行于斜面的合力大小等于mgsinθ-μmgcosθ.
合力等于0时,有mgsinθ-μmgcosθ=0,移项得μ=tanθ;
若μ>tanθ,则mgsinθ-μmgcosθ<0.儿童不会下滑;
若μ<tanθ,则合力大于0,儿童会受到向下的力,将加速下滑;
如果μ=tanθ.合力等于零.则无需拉力拉动,只需要有给儿童一个初速度即可以匀速向下滑动了,此时μ=tanθ=0.75,所以θ=37°;
答:倾角θ至少要37°,儿童在斜面上才可以由静止开始滑下.
如图所示,一重为200N的物体静止于水平地面上.若用一劲度系数为20N/cm的轻质弹簧水平拉此物体,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(如图甲).
求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数.
(2)若与水平方向成37°角斜向右下方拉此物体(如图乙),当弹簧的伸长量仍为4cm时,物体受到的摩擦力有多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
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)用斜向下的拉力拉物体时,当弹簧的伸长量仍为4cm时,弹力大小不变,由于水平力是匀速,故斜向下拉是拉不动的,故是静摩擦力;
根据平衡条件,有:
f=Fcos37°=20×4×0.8=64N
答:(1)物体与水平面间的动摩擦因数为0.4;
(2)若与水平方向成37°角斜向右下方拉此物体,当弹簧的伸长量仍为4cm时,物体受到的摩擦力为64N.
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)用斜向下的拉力拉物体时,当弹簧的伸长量仍为4cm时,弹力大小不变,由于水平力是匀速,故斜向下拉是拉不动的,故是静摩擦力;
根据平衡条件,有:
f=Fcos37°=20×4×0.8=64N
答:(1)物体与水平面间的动摩擦因数为0.4;
(2)若与水平方向成37°角斜向右下方拉此物体,当弹簧的伸长量仍为4cm时,物体受到的摩擦力为64N.
如图所示,A,B两物体的重力均为80N,A与B及B与地面间的动摩擦因数均为0.25,水平力F=20N,不计绳与滑轮的重力以及它们之间的摩擦.试求A,B之间及B与地面间的摩擦力的大小并指明是滑动摩擦力还是静摩擦力.
正确答案
解:由题意可知,两绳子的拉力大小均为10N,而根据滑动摩擦力公式f=μN,可知,AB间的滑动摩擦力大小f1=0.25×80=20N;
而B与地面间的滑动摩擦力大小f2=0.25×160=40N;由此可知,它们均处于静止状态,
那么A,B之间及B与地面间的摩擦力均是静摩擦力,且A,B之间摩擦力大小为10N,
而B与地面间的摩擦力的大小10+10=20N,
答:A,B之间及B与地面间的摩擦力均是静摩擦力,大小分别是10N与20N.
解析
解:由题意可知,两绳子的拉力大小均为10N,而根据滑动摩擦力公式f=μN,可知,AB间的滑动摩擦力大小f1=0.25×80=20N;
而B与地面间的滑动摩擦力大小f2=0.25×160=40N;由此可知,它们均处于静止状态,
那么A,B之间及B与地面间的摩擦力均是静摩擦力,且A,B之间摩擦力大小为10N,
而B与地面间的摩擦力的大小10+10=20N,
答:A,B之间及B与地面间的摩擦力均是静摩擦力,大小分别是10N与20N.
如图所示,物体A与B的质量均为6kg,A和B之间的动摩擦因数为μ1=0.3,水平拉力F=30N,A、B一起匀速运动.(g取10m/s2)求:
(1)A对B的摩擦力的大小和方向;
(2)B和地面之间的动摩擦因数μ2.
正确答案
解:(1)设绳的拉力为T,则有2T=F,物体A水平方向受绳的拉力T和B对A的静摩擦力fA作用,
有fA=T,所以fA==15 N(方向水平向左).
所以A对B的摩擦力大小为15 N,方向水平向右.
(2)对A、B整体来说,在水平方向受外力F和地面对这个整体的滑动摩擦力fB作用,设B与地面之间的动摩擦因数为μ,则有
F=fB,fB=μ(GA+GB)=μ(mA+mB)g
解得:μ=0.25.
答:(1)A对B的摩擦力的大小15 N,方向水平向右;
(2)B和地面之间的动摩擦因数0.25.
解析
解:(1)设绳的拉力为T,则有2T=F,物体A水平方向受绳的拉力T和B对A的静摩擦力fA作用,
有fA=T,所以fA==15 N(方向水平向左).
所以A对B的摩擦力大小为15 N,方向水平向右.
(2)对A、B整体来说,在水平方向受外力F和地面对这个整体的滑动摩擦力fB作用,设B与地面之间的动摩擦因数为μ,则有
F=fB,fB=μ(GA+GB)=μ(mA+mB)g
解得:μ=0.25.
答:(1)A对B的摩擦力的大小15 N,方向水平向右;
(2)B和地面之间的动摩擦因数0.25.
一位同学用两手夹住重为20N的砖块,已知手和砖块间的动摩擦因数为0.5,求该同学要用多大的压力才能将砖夹在空中;若该同学对砖的压力不变,则另一同学想从上方将砖抽出,至少用多大力?
正确答案
解:设用压力N将砖夹在空中,则:
2μN=G
解得:N=20N
当砖向上运动时,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=G+2μN
解得:T=40N
答:至少用20N的压力把砖夹住,如果想从上面把它拉出来,至少需要40N竖直向上的力,
解析
解:设用压力N将砖夹在空中,则:
2μN=G
解得:N=20N
当砖向上运动时,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=G+2μN
解得:T=40N
答:至少用20N的压力把砖夹住,如果想从上面把它拉出来,至少需要40N竖直向上的力,
重力为400N的木箱静止在水平地面上,木箱与水平地面间的最大静摩擦力为fm=100N,动摩擦因数为μ=0.25.如果用水平推力F1=60N推木箱,则木箱受到的摩擦力为多少,如果用水平推力F2=90N推木箱,木箱受摩擦力为多少?如果用水平推力F3=130N推木箱,则木箱受到的摩擦力为多少?
正确答案
解:(1)木箱与水平地面间的最大静摩擦力为fm=100N,
当F1=60N<fm
因此木箱受到静摩擦力,大小为f1=F1=60N;
(2)当F2=90N<fm
木箱仍静止
f2=F2=90N
(3)当F3=130N>fm
木箱滑动
f3=μN=100N
答:如果用水平推力F1=60N推木箱,则木箱受到的摩擦力为60N,如果用水平推力F2=90N推木箱,木箱受摩擦力为90N,如果用水平推力F3=130N推木箱,则木箱受到的摩擦力为100N.
解析
解:(1)木箱与水平地面间的最大静摩擦力为fm=100N,
当F1=60N<fm
因此木箱受到静摩擦力,大小为f1=F1=60N;
(2)当F2=90N<fm
木箱仍静止
f2=F2=90N
(3)当F3=130N>fm
木箱滑动
f3=μN=100N
答:如果用水平推力F1=60N推木箱,则木箱受到的摩擦力为60N,如果用水平推力F2=90N推木箱,木箱受摩擦力为90N,如果用水平推力F3=130N推木箱,则木箱受到的摩擦力为100N.
如图所示,一质量为1kg的长木板放在水平桌面上,木板与桌面间的最大静摩擦力为3.0N,动摩擦因数为0.3.如果分别用2.8N的水平力和3.2N的水平力推木板,木板受到的摩擦力分别为多大?(g取9.8m/s2)
正确答案
解:滑动摩擦力F=μFN=0.3×1×9.8 N=2.94 N,推力为2.8 N时,木箱不动,木箱受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于2.8N.
推力为3.2 N时,木箱相对地面运动,木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小F=μFN=2.94 N
答:木板受到的摩擦力分别为2.8N,2.94N.
解析
解:滑动摩擦力F=μFN=0.3×1×9.8 N=2.94 N,推力为2.8 N时,木箱不动,木箱受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于2.8N.
推力为3.2 N时,木箱相对地面运动,木箱受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小F=μFN=2.94 N
答:木板受到的摩擦力分别为2.8N,2.94N.
如图所示,放在水平地面上的物体A重G=100N,右侧连着一轻质弹簧,已知物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4,弹簧的劲度系数k=2500N/m.可近似认为物体所受最大静摩擦力等于滑动摩擦力.现用力拉弹簧,则:
(1)当弹簧伸长1cm时,求弹簧弹力F1和物体所受的摩擦力f1的大小;
(2)当弹簧伸长2cm时,求弹簧弹力F2和物体所受的摩擦力f2的大小.
正确答案
解:(1)当弹簧伸长1cm时,弹簧的弹力为:
F1=kx1=2500N/m×0.01m=25N
物体与地面间的最大静摩擦力为:f=μFN且 FN=G
得:f=μG=0.4×100=40N
得知:F1<f
所以物体仍静止,此时物体受到的静摩擦力为:f1=F1=25N
(2)当弹簧伸长2cm时,弹簧的弹力为:
F0=kx2=2500N/m×0.02m=50N
因为F2>f
所以物体要运动,此时受到的摩擦力为滑动摩擦力,为:f2=f=0.4×100=40N
答:(1)当弹簧伸长1cm时,求弹簧弹力F1和物体所受的摩擦力f1的大小为25N;
(2)当弹簧伸长2cm时,求弹簧弹力F2和物体所受的摩擦力f2的大小为40N.
解析
解:(1)当弹簧伸长1cm时,弹簧的弹力为:
F1=kx1=2500N/m×0.01m=25N
物体与地面间的最大静摩擦力为:f=μFN且 FN=G
得:f=μG=0.4×100=40N
得知:F1<f
所以物体仍静止,此时物体受到的静摩擦力为:f1=F1=25N
(2)当弹簧伸长2cm时,弹簧的弹力为:
F0=kx2=2500N/m×0.02m=50N
因为F2>f
所以物体要运动,此时受到的摩擦力为滑动摩擦力,为:f2=f=0.4×100=40N
答:(1)当弹簧伸长1cm时,求弹簧弹力F1和物体所受的摩擦力f1的大小为25N;
(2)当弹簧伸长2cm时,求弹簧弹力F2和物体所受的摩擦力f2的大小为40N.
如图所示,有一根重G=17.3N的均匀直木棒,一端搁在水平地面上,另一端被一根细绳系着悬挂于天花板上,处于静止状态.今测得,细绳对木棒的拉力大小F=10N,细绳与铅垂线的夹角为30°.试求:(sin30°=0.5,cos30°=0.866)
(1)地面对木棒的摩擦力Fμ(要求画出受力图);
(2)地面对木棒的支持力FN.
正确答案
解:对木棒受力分析,受重力、支持力、拉力和静摩擦力,共4个力;
如图所示:
根据平衡条件,有:
水平方向:f=Tsin30°
竖直方向:N+Tcos30°=G
解得:f=5N,水平向左
N=5N竖直向上
答:受的摩擦力为5.0N方向为水平向左,支持力5N方向为竖直向上
解析
解:对木棒受力分析,受重力、支持力、拉力和静摩擦力,共4个力;
如图所示:
根据平衡条件,有:
水平方向:f=Tsin30°
竖直方向:N+Tcos30°=G
解得:f=5N,水平向左
N=5N竖直向上
答:受的摩擦力为5.0N方向为水平向左,支持力5N方向为竖直向上
用如图所示的甲、乙两种实验装置都可以测定物体与板间的滑动摩擦力.从实验操作方便及提高实验准确性两个方面考虑,你认为那个装置更优越______(填甲或乙)
正确答案
解:在乙方案中,要保证摩擦力等于拉力,就必须匀速拉动木块,在实际操作中,很难保证匀速.而甲方案中,无论长木板是否做匀速直线运动,木块始终处于静止状态,摩擦力始终等于拉力.所以选择甲方案.
由于在实际操作中,乙方案很难保证住匀速拉动木块,所以测力计的示数就要发生变化.从而造成读数不准,误差偏大.而在甲方案中,木块始终处于静止状态,摩擦力始终等于拉力,而由于木块对木板的压力不变,木块与木板的接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,拉力也不变,测力计的示数也不变.这样读数准确,误差小.
故答案为:甲
解析
解:在乙方案中,要保证摩擦力等于拉力,就必须匀速拉动木块,在实际操作中,很难保证匀速.而甲方案中,无论长木板是否做匀速直线运动,木块始终处于静止状态,摩擦力始终等于拉力.所以选择甲方案.
由于在实际操作中,乙方案很难保证住匀速拉动木块,所以测力计的示数就要发生变化.从而造成读数不准,误差偏大.而在甲方案中,木块始终处于静止状态,摩擦力始终等于拉力,而由于木块对木板的压力不变,木块与木板的接触面的粗糙程度不变,所以摩擦力不变,拉力也不变,测力计的示数也不变.这样读数准确,误差小.
故答案为:甲
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