- 相互作用
- 共34453题
如图所示,固定斜面的倾角θ=30°,在斜面上放着一重为100N的物体.
(1)如果物体静止不动,则物体受到的摩擦力大小和方向;
(2)如果物体和斜面间的动摩擦因数为0.5,物体沿斜面下滑,则物体受到的摩擦力大小和方向.
正确答案
解:(1)对物体进行受力分析如图,根据平衡条件:
f=Gsin30°=100×0.5=50N 方向沿斜面向上;
(2)物体沿斜面下滑,则物体受到的摩擦力大小f′=μGcos30°=0.5×100×=25
N,方向沿斜面向上.
答:(1)如果物体静止不动,则物体受到的摩擦力50N,方向沿斜面向上.
(2)如果物体和斜面间的动摩擦因数为0.5,物体沿斜面下滑,则物体受到的摩擦力大小为25N,方向沿斜面向上.
解析
解:(1)对物体进行受力分析如图,根据平衡条件:
f=Gsin30°=100×0.5=50N 方向沿斜面向上;
(2)物体沿斜面下滑,则物体受到的摩擦力大小f′=μGcos30°=0.5×100×=25
N,方向沿斜面向上.
答:(1)如果物体静止不动,则物体受到的摩擦力50N,方向沿斜面向上.
(2)如果物体和斜面间的动摩擦因数为0.5,物体沿斜面下滑,则物体受到的摩擦力大小为25N,方向沿斜面向上.
重力为250N的物体放在水平地面上,如图所示,已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为140N,动摩擦因数是0.5,物体的一端连一根劲度系数为4×103N/m的轻质弹簧.求:
(1)将弹簧沿水平方向拉长3cm时,物体受到地面的摩擦力是多少?
(2)将弹簧沿水平方向拉长5cm时,物体受到地面的摩擦力是多少?
正确答案
解:(1)弹簧的弹力:F1=kx1=4000×0.03N=120N
F1<fmax,物体没有动,此时摩擦力:f1=F1=120N
(2)弹簧的弹力:F2=kx2=4000×0.05N=200N
F2>fmax,物体滑动,此时摩擦力:f2=μG=0.5×250N=125N
答:(1)将弹簧拉长3cm时,物体受到地面的摩擦力为120N;
(2)将弹簧拉长5cm时,物体受到地面的摩擦力为125N.
解析
解:(1)弹簧的弹力:F1=kx1=4000×0.03N=120N
F1<fmax,物体没有动,此时摩擦力:f1=F1=120N
(2)弹簧的弹力:F2=kx2=4000×0.05N=200N
F2>fmax,物体滑动,此时摩擦力:f2=μG=0.5×250N=125N
答:(1)将弹簧拉长3cm时,物体受到地面的摩擦力为120N;
(2)将弹簧拉长5cm时,物体受到地面的摩擦力为125N.
水平桌面上放着一个重为50N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.2,若在木块上施加一水平拉力F=12N时,刚好能够拉动木块,则:
(1)木块与地面面间最大静摩擦力Ff1的大小?
(2)若木块处于静止状态时,施加F2=8N水平向左的推力.请画出此时木块的受力示意图,根据你的受力示意图求木块所受的摩擦力Ff2的大小?
(3)若木块处于静止状态时,施加F3=35N的水平向右拉力之后,请画出此时木块的受力示意图,根据你的受力示意图求木块所受的摩擦力Ff3的大小?
(4)若在木块运动过程中突然撤去外力,请画出在木块停止运动前的受力示意图,根据你的受力示意图求木块在此过程中所受的摩擦力Ff4的大小?
正确答案
解:
(1)当物体刚要被拉动时,静摩擦力达到最大,根据平衡条件得,木块与桌面间最大静摩擦力的大小为Ff1=12N;
(2)木块处于静止状态时,施加F=8N<12N的水平向左拉力,木块所受的摩擦力为静摩擦力,由平衡知识得摩擦力大小为Ff2=F=8N,方向水平向右;
此时木块的受力示意图:
(3)若木块处于静止状态时,施加F=35N的水平向右拉力,大于最大静摩擦力,木块被拉动,
木块所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff3=μG=25 N,方向水平向左.受力示意图:
(4)在木块运动过程中突然撤去外力,物体仍在滑动,则受到的摩擦力即为滑动摩擦力,其大小为Ff4=25N;
受力示意图,
答:
(1)木块与桌面间最大静摩擦力的大小为12N;
(2)若木块处于静止状态时,施加F=8N的水平向左拉力,木块所受的摩擦力大小为8N,方向水平向右;
(3)若木块处于静止状态时,施加F=35N的水平向右拉力,求木块所受的摩擦力大小这25 N,方向水平向左.
(4)在此过程中所受的摩擦力Ff4的大小25N.
解析
解:
(1)当物体刚要被拉动时,静摩擦力达到最大,根据平衡条件得,木块与桌面间最大静摩擦力的大小为Ff1=12N;
(2)木块处于静止状态时,施加F=8N<12N的水平向左拉力,木块所受的摩擦力为静摩擦力,由平衡知识得摩擦力大小为Ff2=F=8N,方向水平向右;
此时木块的受力示意图:
(3)若木块处于静止状态时,施加F=35N的水平向右拉力,大于最大静摩擦力,木块被拉动,
木块所受的摩擦力为滑动摩擦力,大小为Ff3=μG=25 N,方向水平向左.受力示意图:
(4)在木块运动过程中突然撤去外力,物体仍在滑动,则受到的摩擦力即为滑动摩擦力,其大小为Ff4=25N;
受力示意图,
答:
(1)木块与桌面间最大静摩擦力的大小为12N;
(2)若木块处于静止状态时,施加F=8N的水平向左拉力,木块所受的摩擦力大小为8N,方向水平向右;
(3)若木块处于静止状态时,施加F=35N的水平向右拉力,求木块所受的摩擦力大小这25 N,方向水平向左.
(4)在此过程中所受的摩擦力Ff4的大小25N.
在固定斜面上有一质量为m=2kg的物体,如图所示,当用水平力F=20N推动物体时,物体沿斜面匀速上升,若α=30°,求物体与斜面间的动摩擦因数.
正确答案
解:物体匀速上升时受力情况并分解如图:
由平衡条件得:
Fcosα=mgsinα+f;
N=mgcosα+Fsinα
又:f=μN
N=Fsinα+mgcosα
联立得:Fcosα=mgsinα+μ(Fsinα+mgcosα)
则得:μ==
=2-
=0.268
答:物体与斜面间的动摩擦因数为0.268.
解析
解:物体匀速上升时受力情况并分解如图:
由平衡条件得:
Fcosα=mgsinα+f;
N=mgcosα+Fsinα
又:f=μN
N=Fsinα+mgcosα
联立得:Fcosα=mgsinα+μ(Fsinα+mgcosα)
则得:μ==
=2-
=0.268
答:物体与斜面间的动摩擦因数为0.268.
重为50N的物体,在粗糙水平面上向右运动,物体和水平面间的动摩擦因数是0.2,同时物体还受到一个大小为10N,方向向左的水平拉力F的作用,如图所示,则水平面对物体的摩擦力的大小是多少?
正确答案
解:物体相对于水平面向右运动,水平面对物体的滑动摩擦力方向向左.物体对水平面的压力大小N=G=50N,
则水平面对物体的摩擦力的大小f=μN=0.2×50N=10N.
答:水平面对物体的摩擦力的大小是10N.
解析
解:物体相对于水平面向右运动,水平面对物体的滑动摩擦力方向向左.物体对水平面的压力大小N=G=50N,
则水平面对物体的摩擦力的大小f=μN=0.2×50N=10N.
答:水平面对物体的摩擦力的大小是10N.
如图所示,有四块相同的滑块叠放起来置于水平桌面上,通过细绳和定滑轮相互联接起来.如果所有的接触面间的摩擦系数均为μ,每一滑块的质量均为m,不计滑轮的摩擦.那么要拉动最上面一块滑块至少需要多大的水平拉力?如果有n块这样的滑块叠放起来,那么要拉动最上面的滑块,至少需多大的拉力?
正确答案
解:最上面一个物体摩擦力为mgμ
上面第二个物体上表面摩擦力为mgμ,下表面摩擦力2mgμ,
上面第三个物体上表面摩擦力为2mgμ,下表面摩擦力3mgμ,
第N个物体的上表面摩擦力为(n-1)mgμ,下表面摩擦力nmgμ,
拉力应为F=mgμ+(mgμ+2mgμ)+(2mgμ+3mgμ)+…+(n-2)mgμ+(n-1)mgμ+(n-1)mgμ+nmgμ
化简为[2(1+2+…+n)-n]mgμ=n2μmg,
当n=4时,F=16mgμ
答:要拉动最上面一块滑块至少需要16mgμ 的水平拉力,如果有n块这样的滑块叠放起来,那么要拉动最上面的滑块,至少需要n2μmg的拉力.
解析
解:最上面一个物体摩擦力为mgμ
上面第二个物体上表面摩擦力为mgμ,下表面摩擦力2mgμ,
上面第三个物体上表面摩擦力为2mgμ,下表面摩擦力3mgμ,
第N个物体的上表面摩擦力为(n-1)mgμ,下表面摩擦力nmgμ,
拉力应为F=mgμ+(mgμ+2mgμ)+(2mgμ+3mgμ)+…+(n-2)mgμ+(n-1)mgμ+(n-1)mgμ+nmgμ
化简为[2(1+2+…+n)-n]mgμ=n2μmg,
当n=4时,F=16mgμ
答:要拉动最上面一块滑块至少需要16mgμ 的水平拉力,如果有n块这样的滑块叠放起来,那么要拉动最上面的滑块,至少需要n2μmg的拉力.
如图所示,在两块相同的竖直木板A、B间有重为30N的物体.用两个大小均为F=100N的水平力压木板,物体与两木板间的动摩擦因数均为μ=0.2.求:
(1)当物体不动时,物体与木板A间的摩擦力大小是多少?
(2)若用竖直向上的力将物体拉出来,所需拉力的最小值是多少?
正确答案
解:(1)物体静止时,受重力和AB对物体的向上的静摩擦力,所以fA==15N
(2)若用竖直向上的力将物体拉出来,须克服木板与物体间的滑动摩擦力(约等于最大静摩擦力)
FT=G+2μN=30+0.2×100×2=70N
答:(1)当物体不动时,物体与木板A间的摩擦力大小是15N(2)若用竖直向上的力将物体拉出来,所需拉力的最小值是70N
解析
解:(1)物体静止时,受重力和AB对物体的向上的静摩擦力,所以fA==15N
(2)若用竖直向上的力将物体拉出来,须克服木板与物体间的滑动摩擦力(约等于最大静摩擦力)
FT=G+2μN=30+0.2×100×2=70N
答:(1)当物体不动时,物体与木板A间的摩擦力大小是15N(2)若用竖直向上的力将物体拉出来,所需拉力的最小值是70N
如图所示,物体A、B都处于静止状态,其质量分别为mA=5kg,mB=10kg,OB呈水平,OP与竖直方向成37°角.求物体B受到的摩擦力为多少?
正确答案
解:对结点0,分析受力情况,由平衡条件得
FOB=mAgtan37°=5kg×10m/s2×0.75=37.5N
对B有 f=FOB=37.5N
答:物体B受到的摩擦力为37.5N.
解析
解:对结点0,分析受力情况,由平衡条件得
FOB=mAgtan37°=5kg×10m/s2×0.75=37.5N
对B有 f=FOB=37.5N
答:物体B受到的摩擦力为37.5N.
如图所示,重为200N的物体静止在水平面上,物体和水平面之间的动摩擦因数μ=0.1,最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等.求:
(1)要使物体由静止开始运动,至少要用多大的水平拉力.
(2)用F1=10N、水平向左的力拉物体时,物体受到的摩擦力大小是多大?
(3)用F2=30N、水平向左的力拉物体时,物体受到的摩擦力大小是多大?
正确答案
解:
(1)物体所受滑动摩擦力大小为:f=μN=0.1×200N=20N=fmax
水平拉力为20N;
(2)当F1=10 N<20 N时,物体保持静止不动,由平衡条件可知,
物体所受摩擦力为:f1=F1=10 N;
(3)当F2=30 N>20 N时,物体向左滑动,则:
物体所受摩擦力为:f2=f=20 N;
答:(1)要使物体由静止开始运动,至少要用20N的水平拉力.
(2)用F1=10N、水平向左的力拉物体时,物体受到的摩擦力大小是10N;
(3)用F2=30N、水平向左的力拉物体时,物体受到的摩擦力大小是20N.
解析
解:
(1)物体所受滑动摩擦力大小为:f=μN=0.1×200N=20N=fmax
水平拉力为20N;
(2)当F1=10 N<20 N时,物体保持静止不动,由平衡条件可知,
物体所受摩擦力为:f1=F1=10 N;
(3)当F2=30 N>20 N时,物体向左滑动,则:
物体所受摩擦力为:f2=f=20 N;
答:(1)要使物体由静止开始运动,至少要用20N的水平拉力.
(2)用F1=10N、水平向左的力拉物体时,物体受到的摩擦力大小是10N;
(3)用F2=30N、水平向左的力拉物体时,物体受到的摩擦力大小是20N.
重力为500N的物体放在水平地面上,要使它运动起来,至少需在水平方向加一个大小为100N的力,则物体与水平地面的最大静摩擦力是多少?如果物体运动起来后,保持力的大小不变,要使它做匀速运动,力的方向要改为斜向上方与水平撑37°角,物体与水平地面间的滑动摩擦系数是多少?
正确答案
解:重力为500N的物体放在水平地面上,要使它运动起来,至少需在水平方向加一个大小为100N的力,此时物体与水平地面的摩擦力达到最大值,为100N;
如果物体运动起来后,保持力的大小不变,要使它做匀速运动,力的方向要改为斜向上方与水平撑37°角,此时物体受拉力、重力、支持力和滑动摩擦力,根据平衡条件,有:
竖直方向:Fsin37°+N-mg=0
水平方向:Fcos37°-f=0
其中:f=μN
联立解得:
μ==
=0.18
答:物体与水平地面的最大静摩擦力是100N,物体与水平地面间的滑动摩擦系数是0.18.
解析
解:重力为500N的物体放在水平地面上,要使它运动起来,至少需在水平方向加一个大小为100N的力,此时物体与水平地面的摩擦力达到最大值,为100N;
如果物体运动起来后,保持力的大小不变,要使它做匀速运动,力的方向要改为斜向上方与水平撑37°角,此时物体受拉力、重力、支持力和滑动摩擦力,根据平衡条件,有:
竖直方向:Fsin37°+N-mg=0
水平方向:Fcos37°-f=0
其中:f=μN
联立解得:
μ==
=0.18
答:物体与水平地面的最大静摩擦力是100N,物体与水平地面间的滑动摩擦系数是0.18.
一物体静止在水平地面上,如图1所示,已知物体所受水平拉力F随时间t的变化情况如图2所示.物体的质量为1kg,与地面间的动摩擦因数为0.3,g取10m/s2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.求:
(1)t=0.5s时物体受到的摩擦力大小;
(2)t=2s时物体的加速度大小;
(3)5s末物体的速度大小.
正确答案
解:(1)最大静摩擦力等于滑动摩擦力为:Fm=μmg=0.3×10=3N
t=0.5s时F=1.5N,物体静止,物体受到的摩擦力大小为:f=F=1.5N
(2)t=2s时,拉力F=6N,物体的加速度为:a==
=3m/s2
(3)当t=1s时物体开始滑动,前5s合力的冲量为:I=
根据动量定理,5s末物体的速度大小为:=
=10.5m/s
(1)t=0.5s时物体受到的摩擦力大小1.5N;
(2)t=2s时物体的加速度大小3m/s2;
(3)5s末物体的速度大小10.5m/s.
解析
解:(1)最大静摩擦力等于滑动摩擦力为:Fm=μmg=0.3×10=3N
t=0.5s时F=1.5N,物体静止,物体受到的摩擦力大小为:f=F=1.5N
(2)t=2s时,拉力F=6N,物体的加速度为:a==
=3m/s2
(3)当t=1s时物体开始滑动,前5s合力的冲量为:I=
根据动量定理,5s末物体的速度大小为:=
=10.5m/s
(1)t=0.5s时物体受到的摩擦力大小1.5N;
(2)t=2s时物体的加速度大小3m/s2;
(3)5s末物体的速度大小10.5m/s.
如图水平地面上放着一个重为200N的木箱,木箱与地面间的最大静摩擦力大小为85N,若木箱与地面间的动摩擦因数为0.4,小明用沿着水平方向的力推原静止的木箱,试求下列各种情况下木箱所受的摩擦力大小:
(1)推力为50N时;
(2)推力为80N时;
(3)推力为100N时.
正确答案
解:(1)因50N<85N,铁块静止,静摩擦力F1和推力平衡,F1=50N;
(2)因80<85N,铁块静止,静摩擦力F2和推力平衡,F2=80N
(3)100N>85N,铁块摩擦力F3=μmg=0.4×200=80N;
答:(1)推力为50N时摩擦力为50N;
(2)推力为80N时,摩擦力为80N;
(3)推力为100N时,摩擦力为80N.
解析
解:(1)因50N<85N,铁块静止,静摩擦力F1和推力平衡,F1=50N;
(2)因80<85N,铁块静止,静摩擦力F2和推力平衡,F2=80N
(3)100N>85N,铁块摩擦力F3=μmg=0.4×200=80N;
答:(1)推力为50N时摩擦力为50N;
(2)推力为80N时,摩擦力为80N;
(3)推力为100N时,摩擦力为80N.
物体重为40N,用大小为300N的水平力F压在竖直墙上,物体与墙间的动摩擦因数为0.2,物体静止.
(1)物体对墙的摩擦力多大?
(2)将F增大到400N,又如何?
(3)将G增大到50N又如何?
(4)将F减小到150N又如何?
正确答案
解:若物体运动受滑动摩擦力则f=μF=0.2×300=60N
(1)物体的重力40N<60N,故物体处于静止状态,受静摩擦力,根据平衡条件:f=G=40N,方向竖直向上;
(2)将F增大到400N,物体处于静止状态,受静摩擦力,根据平衡条件:f=G=40N,方向竖直向上
(3)将G增大到50N<60N,故物体处于静止状态,受静摩擦力,根据平衡条件:f=G=40N,方向竖直向上
(4)若F减小到150N,则f=μF=0.2×150=30N;
小于重力,则物体开始滑动,
物体受到的摩擦力大小为30N;
答:(1)物体对墙的摩擦力40N
(2)将F增大到400N,物体对墙的摩擦力40N
(3)将G增大到50N,物体对墙的摩擦力40N
(4)将F减小到150N,摩擦力大小为30N;
解析
解:若物体运动受滑动摩擦力则f=μF=0.2×300=60N
(1)物体的重力40N<60N,故物体处于静止状态,受静摩擦力,根据平衡条件:f=G=40N,方向竖直向上;
(2)将F增大到400N,物体处于静止状态,受静摩擦力,根据平衡条件:f=G=40N,方向竖直向上
(3)将G增大到50N<60N,故物体处于静止状态,受静摩擦力,根据平衡条件:f=G=40N,方向竖直向上
(4)若F减小到150N,则f=μF=0.2×150=30N;
小于重力,则物体开始滑动,
物体受到的摩擦力大小为30N;
答:(1)物体对墙的摩擦力40N
(2)将F增大到400N,物体对墙的摩擦力40N
(3)将G增大到50N,物体对墙的摩擦力40N
(4)将F减小到150N,摩擦力大小为30N;
质量为2kg的物体放在水平地板上,用一轻质弹簧水平拉物体,当它恰能从原地开始运动时弹簧的伸长是3cm;当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧的伸长是2cm;弹簧的劲度系数为200N/m.求:
(1)物体受到的最大静摩擦力多少?
(2)物体受到的滑动摩擦力为多少?
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=200×0.03N=6N,因此最大静摩擦力大小为6N;
(2)当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长2cm.则弹簧的拉力等于滑动摩擦力,为:
f=200×0.02N=4N;
答:(1)物体受到的最大静摩擦力为6N;
(2)物体受到的滑动摩擦力为4N.
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=200×0.03N=6N,因此最大静摩擦力大小为6N;
(2)当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长2cm.则弹簧的拉力等于滑动摩擦力,为:
f=200×0.02N=4N;
答:(1)物体受到的最大静摩擦力为6N;
(2)物体受到的滑动摩擦力为4N.
放在水平地面上的木块A、B分别重40N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25;夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.现用F=4N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,求力F作用后木块A、B所受摩擦力的大小.
正确答案
解:弹簧弹力为:F1=kx=400N/m×0.02m=8N;
A木块与地面间的最大静摩擦力为:fAm≥μGA=0.25×40N=10N;
B木块与地面间的最大静摩擦力为:fBm≥μGB=0.25×60N=15N;
用F=4N的水平拉力作用在木块B上,木块B受弹簧向右的弹力为8N.拉力为4N,共12N,小于最大静摩擦力,故静摩擦力为12N,向左;
木块A受到向左的弹力为8N,小于最大静摩擦力,故A不动,故静摩擦力为8N;
答:A受到的摩擦力为8N方向水平向右;B受到的摩擦力为12N方向水平向左;
解析
解:弹簧弹力为:F1=kx=400N/m×0.02m=8N;
A木块与地面间的最大静摩擦力为:fAm≥μGA=0.25×40N=10N;
B木块与地面间的最大静摩擦力为:fBm≥μGB=0.25×60N=15N;
用F=4N的水平拉力作用在木块B上,木块B受弹簧向右的弹力为8N.拉力为4N,共12N,小于最大静摩擦力,故静摩擦力为12N,向左;
木块A受到向左的弹力为8N,小于最大静摩擦力,故A不动,故静摩擦力为8N;
答:A受到的摩擦力为8N方向水平向右;B受到的摩擦力为12N方向水平向左;
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