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简答题

一木块静止在水平桌面上,已知木块重20N,木块与桌面间的动摩擦因数为0.4,求:

(1)用6N的水平力拉木块时,木块受摩擦力的大小为多少?

(2)要使木块由静止开始运动,至少要用多大的水平拉力?

(3)木块在桌面上滑动后,使水平拉力大小变为6N,木块所受的摩擦力为多大?

正确答案

解:由滑动摩擦力公式f=μN=μG=0.4×20=8N

(1)用6N的水平力拉木块时,小于最大静摩擦力,木块静止,木块受静摩擦力为6N

(2)要使木块由静止开始运动,至少要用8N的水平拉力

(3)木块对桌面的压力N=G=20N,由滑动摩擦力公式f=μN=μG=0.4×20=8N;

答:(1)用6N的水平力拉木块时,木块受摩擦力为6N

(2)要使木块由静止开始运动,至少要用8N的水平拉力

(3)木块在桌面上滑动后,木块受摩擦力为8N.

解析

解:由滑动摩擦力公式f=μN=μG=0.4×20=8N

(1)用6N的水平力拉木块时,小于最大静摩擦力,木块静止,木块受静摩擦力为6N

(2)要使木块由静止开始运动,至少要用8N的水平拉力

(3)木块对桌面的压力N=G=20N,由滑动摩擦力公式f=μN=μG=0.4×20=8N;

答:(1)用6N的水平力拉木块时,木块受摩擦力为6N

(2)要使木块由静止开始运动,至少要用8N的水平拉力

(3)木块在桌面上滑动后,木块受摩擦力为8N.

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简答题

有一个木箱重800N,放在水平地面上,工人沿水平方向向左推木箱,已知木箱与地面的最大静摩擦力为200N,滑动摩擦系数为0.2,求下列情况下木箱所受的摩擦力,

(1)推力F=150N;       

(2)木箱向左作匀速直线运动;     

(3)推力F=200N.

正确答案

解:

(1)由题,木箱与地面的最大静摩擦力为200N,推力F=150N小于最大静摩擦力,根据平衡条件得,静摩擦力f=F=150N.

(2)木箱向左作匀速直线运动时,受到水平向右的滑动摩擦力,大小为f=μN=μG=0.2×800N=160N

(3)当推力F=200N时,等于最大静摩擦力,木箱刚好不动,摩擦力等于200N,方向向右.

答:

(1)推力F=150N时所受摩擦力的大小为150N;

(2)木箱向左作匀速直线运动时所受摩擦力的大小为160N;

(3)推力F=200N时所受摩擦力的大小为200N,方向向右.

解析

解:

(1)由题,木箱与地面的最大静摩擦力为200N,推力F=150N小于最大静摩擦力,根据平衡条件得,静摩擦力f=F=150N.

(2)木箱向左作匀速直线运动时,受到水平向右的滑动摩擦力,大小为f=μN=μG=0.2×800N=160N

(3)当推力F=200N时,等于最大静摩擦力,木箱刚好不动,摩擦力等于200N,方向向右.

答:

(1)推力F=150N时所受摩擦力的大小为150N;

(2)木箱向左作匀速直线运动时所受摩擦力的大小为160N;

(3)推力F=200N时所受摩擦力的大小为200N,方向向右.

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重量为100N的木箱放在水平地板上,至少要用35N的水平推力,才能使它从原地开始运动,木箱从原地移动后,用30N的水平推力,就可以使木箱继续做匀速运动. 由此可知木箱与地板间的最大静摩擦力为多少?木箱与地板间的动摩擦因数为多少?如果水平推力为F,木箱所受的摩擦力为Ff,请画出Ff随F变化的函数图象?

正确答案

解:由题,当要用35N的水平推力时,木箱才能从原地开始运动,则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力,所以木箱与地板间的最大静摩擦力为35N.

用30N的水平推力,使木箱继续做匀速运动,则由平衡条件得到,木箱受到的滑动摩擦力Ff=30N,

木箱对地面的压力大小等于重力,即N=G=100N,所以动摩擦因数为μ===0.3.

由上可知,Ff随F变化的函数图象,如图所示,

答:木箱与地板间的最大静摩擦力35N; 木箱与地板间的动摩擦因数为0.3;如上图所示.

解析

解:由题,当要用35N的水平推力时,木箱才能从原地开始运动,则此时水平推力恰好等于最大静摩擦力,所以木箱与地板间的最大静摩擦力为35N.

用30N的水平推力,使木箱继续做匀速运动,则由平衡条件得到,木箱受到的滑动摩擦力Ff=30N,

木箱对地面的压力大小等于重力,即N=G=100N,所以动摩擦因数为μ===0.3.

由上可知,Ff随F变化的函数图象,如图所示,

答:木箱与地板间的最大静摩擦力35N; 木箱与地板间的动摩擦因数为0.3;如上图所示.

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质量为m=2kg的物体放到水平地板上,用一轻弹簧水平拉该物体,当物体刚开始运动时,弹簧伸长了x1=4cm,当拉着物体匀速前进时,弹簧伸长了x2=3cm,己知弹簧的劲度系数为k=200N/m.(g=10N/kg)求:

(1)物体所受的最大静摩擦力多少?

(2)物体和地板间的动摩擦因数.

正确答案

解:(1)当力恰好把物体拉动时,物体受到的摩擦力为最大静摩擦力;

则最大静摩擦力:

FM=kx1=8N

(2)物体匀速运动,则拉力与摩擦力大小相等;

弹力为:F=kx2

摩擦力:F=μmg;

解得:联立解得:

μ=0.3

答:(1)物体受到的最大静摩擦力为8N;(2)物体和地板间的动摩擦因数为0.3.

解析

解:(1)当力恰好把物体拉动时,物体受到的摩擦力为最大静摩擦力;

则最大静摩擦力:

FM=kx1=8N

(2)物体匀速运动,则拉力与摩擦力大小相等;

弹力为:F=kx2

摩擦力:F=μmg;

解得:联立解得:

μ=0.3

答:(1)物体受到的最大静摩擦力为8N;(2)物体和地板间的动摩擦因数为0.3.

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简答题

如图所示,一根轻绳跨过光滑的定滑轮连接人和板,人站在板上以100N的拉力拉绳,人和板一起向右匀速运动,已知人的质量为60kg,板的质量为40kg,(g取10N/kg).求:

(1)地面与板之间的动摩擦因数;

(2)人受到板的摩擦力.

正确答案

解:(1)以人和板组成的整体为研究对象,则整体所受绳的拉力为:

F=200 N.

因整体向右匀速运动,所以地面对板的摩擦力为f1=200 N,方向向左,

由f1=μN得:μ====0.2

(2)以人为研究对象,水平方向人受绳的拉力F2和摩擦力f2,由于人向右匀速运动,所以有:f2=F2=100 N.板对人的摩擦力方向水平向左.

答:(1)地面与板之间的动摩擦因数为0.2.

(2)人受到板的摩擦力为100N,方向水平向左

解析

解:(1)以人和板组成的整体为研究对象,则整体所受绳的拉力为:

F=200 N.

因整体向右匀速运动,所以地面对板的摩擦力为f1=200 N,方向向左,

由f1=μN得:μ====0.2

(2)以人为研究对象,水平方向人受绳的拉力F2和摩擦力f2,由于人向右匀速运动,所以有:f2=F2=100 N.板对人的摩擦力方向水平向左.

答:(1)地面与板之间的动摩擦因数为0.2.

(2)人受到板的摩擦力为100N,方向水平向左

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简答题

质量2kg的木箱静止在水平地面上,在水平恒力F的作用下开始运动,4s末速度达到4m/s,此时将F撤去,又经过6s物体停止运动,求:滑动摩擦系数μ和力F的大小.(g=10m/s2

正确答案

解:撤去F前,物体做匀加速直线运动,由v=v0+a1t得:

a1===1m/s2

撤去F后,物体做匀减速直线运动,由v2=2a2x得:

a2===m/s2

由牛顿第二定律得:f=ma2=2×=N

根据:=

加速过程中,根据牛顿第二定律得:

F-f=ma1

解得:F=f+ma1=+2×=N;

答:滑动摩擦系数和力F的大小N.

解析

解:撤去F前,物体做匀加速直线运动,由v=v0+a1t得:

a1===1m/s2

撤去F后,物体做匀减速直线运动,由v2=2a2x得:

a2===m/s2

由牛顿第二定律得:f=ma2=2×=N

根据:=

加速过程中,根据牛顿第二定律得:

F-f=ma1

解得:F=f+ma1=+2×=N;

答:滑动摩擦系数和力F的大小N.

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简答题

要使重为400N的桌子从原地水平移动,至少要用200N的水平推力,桌子从原地移动后,为了使它继续做匀速运动,只要160N的水平推力就够了,问:

(1)动摩擦因数μ为多大?

(2)如果在静止的桌子上放上200N的重物时,用220N的水平向右推力推桌子,求此时的摩擦力f为多大?

正确答案

解:(1)至少要用200N的水平推力才能使桌子水平移动,

所以fm=200N

160N的水平推力使桌子匀速运动,所以f=160N

由 f=μFN 得:μ===0.4

(2)再国200N物体时,压力为600N时,则最大静摩擦力将变为:600×=300N;

因为2200N<300N,所以没有推动,此时是静摩擦力,

所以f=220N

方向:水平向左

答:(1)最大静摩擦力fm为200N,动摩擦因数μ为0.4;

(2)如果在静止时,用180N的水平向右推力推桌子,求此时的摩擦力f为220N,水平向左.

解析

解:(1)至少要用200N的水平推力才能使桌子水平移动,

所以fm=200N

160N的水平推力使桌子匀速运动,所以f=160N

由 f=μFN 得:μ===0.4

(2)再国200N物体时,压力为600N时,则最大静摩擦力将变为:600×=300N;

因为2200N<300N,所以没有推动,此时是静摩擦力,

所以f=220N

方向:水平向左

答:(1)最大静摩擦力fm为200N,动摩擦因数μ为0.4;

(2)如果在静止时,用180N的水平向右推力推桌子,求此时的摩擦力f为220N,水平向左.

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简答题

在图中,若两物体的重力分别为GA=20N,GB=40N,A、B间动摩擦因数μ1=0.2,B与地面间动摩擦因数μ2=0.4,用力F作用在B上后,A、B间及B与地面间都发生了相对滑动.求各接触面间摩擦力的大小.

正确答案

解:由于都发生了相对滑动,接触面间产生的是滑动摩擦力,AB间f=μ1GA=4N,B与地面间f′=μ2(GB+GA)=24N

答:AB间摩擦力4N,B与地面间摩擦力24N

解析

解:由于都发生了相对滑动,接触面间产生的是滑动摩擦力,AB间f=μ1GA=4N,B与地面间f′=μ2(GB+GA)=24N

答:AB间摩擦力4N,B与地面间摩擦力24N

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简答题

一台起重机的钢丝绳可承受14000kg的拉力,现用它吊重100kg的货物.若使货物以1米每二次方秒的加速度上升,钢丝绳是否会断裂?

正确答案

解:根据牛顿第二定律得:

F-mg=ma

解得:F=1000+100=1100<14000N,故不会断裂

答:钢丝绳不会断裂.

解析

解:根据牛顿第二定律得:

F-mg=ma

解得:F=1000+100=1100<14000N,故不会断裂

答:钢丝绳不会断裂.

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简答题

如图所示,物体A、B的质量mA=6kg,mB=4kg,A与B、B与地面之间的动摩擦因数都等于0.3在外力F的作用下,A和B一起做匀速运动,求A对B和地面对B的摩擦力的大小和方向.(g取10m/s2

正确答案

解:整体分析,根据牛顿第二定律,则有:

地面对B的摩擦力为:f=μ(mA+mB)g=0.3×(6+4)×10=30N

方向与运动方向相反,故向左.

再对A分析

且T=f′

对滑轮分析

则有:2T=f

故:f=15N,方向向左.

答:A对B的摩擦力大小为15N,方向向右;地面对B的摩擦力的大小为30N;方向向左.

解析

解:整体分析,根据牛顿第二定律,则有:

地面对B的摩擦力为:f=μ(mA+mB)g=0.3×(6+4)×10=30N

方向与运动方向相反,故向左.

再对A分析

且T=f′

对滑轮分析

则有:2T=f

故:f=15N,方向向左.

答:A对B的摩擦力大小为15N,方向向右;地面对B的摩擦力的大小为30N;方向向左.

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简答题

(2015秋•南昌校级月考)如图所示,质量为m的物体,放在一固定斜面上,当斜面倾角为30°时恰能沿斜面匀速下滑.保持斜面倾角为30°,对物体施加一水平向右的恒力F,使物体沿斜面匀速向上滑行(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力).增大斜面倾角,当倾角超过某一临界角θ0 时,则不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行,已知重力加速度为g,试求:

(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;

(2)水平恒力F的大小;

(3)这一临界角θ0的大小.

正确答案

解:(1)物体匀速上滑时受力如左图所示,匀速下滑时受力如右图所示.

物体匀速下滑时,根据平衡条件得:

  mgsin30°=F1                      

  FN=mgcos30°                       

又 F1=μFN                        

μ=tan30°=;       

(2)物体沿斜面匀速上升,根据平衡条件得:

沿斜面方向:Fcosα=mgsinα+F2                    

 垂直于斜面方向:FN1=mg cos α+Fsin α                 

又 F2=μFN1               

联立得:F===mg;

(3)由上式,当cos-sin=0,即cotα=时,F→∞,

即“不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行”

此时,α=60°

答:(1)物体与斜面间的动摩擦因素μ为

(2)水平恒力F的大小mg.

(3)这一临界角θ0的大小60°.

解析

解:(1)物体匀速上滑时受力如左图所示,匀速下滑时受力如右图所示.

物体匀速下滑时,根据平衡条件得:

  mgsin30°=F1                      

  FN=mgcos30°                       

又 F1=μFN                        

μ=tan30°=;       

(2)物体沿斜面匀速上升,根据平衡条件得:

沿斜面方向:Fcosα=mgsinα+F2                    

 垂直于斜面方向:FN1=mg cos α+Fsin α                 

又 F2=μFN1               

联立得:F===mg;

(3)由上式,当cos-sin=0,即cotα=时,F→∞,

即“不论水平恒力F多大,都不能使物体沿斜面向上滑行”

此时,α=60°

答:(1)物体与斜面间的动摩擦因素μ为

(2)水平恒力F的大小mg.

(3)这一临界角θ0的大小60°.

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简答题

如图所示,在与水平地面成θ角的拉力F作用下,质量为m的物块沿地面向右做匀速直线运动.

(1)试求物体与地面间的滑动摩擦因数?

(2)若把此力F改为水平向右拉物体,F为多大力就可以让物体做匀速直线运动?

正确答案

解:(1)对物块受力分析,受拉力、重力、支持力、摩擦力,如图所示:

因为物块匀速运动,

在竖直方向受力平衡,则有:Fsinθ+N=mg;

解得:N=mg-Fsinθ;

在水平方向上受力平衡则有:

受到的滑动摩擦力为 f=Fcosθ

因此,则有:Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=0

解得:μ=

(2)物体受到重力、支持力、拉力及滑动摩擦力,

根据平衡条件,则有:F=f=μN=μmg=mg;

答:(1)物体与地面间的滑动摩擦因数; 

(2)F为mg,就可以让物体做匀速直线运动.

解析

解:(1)对物块受力分析,受拉力、重力、支持力、摩擦力,如图所示:

因为物块匀速运动,

在竖直方向受力平衡,则有:Fsinθ+N=mg;

解得:N=mg-Fsinθ;

在水平方向上受力平衡则有:

受到的滑动摩擦力为 f=Fcosθ

因此,则有:Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=0

解得:μ=

(2)物体受到重力、支持力、拉力及滑动摩擦力,

根据平衡条件,则有:F=f=μN=μmg=mg;

答:(1)物体与地面间的滑动摩擦因数; 

(2)F为mg,就可以让物体做匀速直线运动.

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简答题

如图,在倾角为θ的斜面上,有一木块m,该木块恰好能够沿斜面匀速下滑,

(1)求木块与斜面间的动摩擦因数.

(2)若用一个沿斜面方向的力拉木块,使木块沿斜面匀速地向斜面顶端运动,这个力大小如何?

正确答案

解:(1)木块匀速下滑过程中,受力如图(1)所示,根据平衡条件可得:

mgsinθ=f

而f=μmgcosθ

所以动摩擦因数为:μ=

(2)木块匀速上滑过程中,受力如图(2)所示,根据平衡条件可得:F=mgsinθ+f 

由以上两个式子可得:F=2mgsinθ

答:(1)物体与斜面的动摩擦因数为tanθ;

    (2)保持倾角不变,为使物体可以匀速上滑,推力为2mgsinθ.

解析

解:(1)木块匀速下滑过程中,受力如图(1)所示,根据平衡条件可得:

mgsinθ=f

而f=μmgcosθ

所以动摩擦因数为:μ=

(2)木块匀速上滑过程中,受力如图(2)所示,根据平衡条件可得:F=mgsinθ+f 

由以上两个式子可得:F=2mgsinθ

答:(1)物体与斜面的动摩擦因数为tanθ;

    (2)保持倾角不变,为使物体可以匀速上滑,推力为2mgsinθ.

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简答题

用一根长20cm、劲度系数k=20N/cm的弹簧水平拉着放在水平桌面上质量为20kg的木块,弹簧的长度逐渐伸长到24cm时木块开始运动,当弹簧的长度为23cm时,木块在桌面上做匀速运动.求:

(1)木块受到的最大静摩擦力是多大?静摩擦力的变化范围怎样?

(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少?

(3)木块滑动的过程中,当弹簧的长度小于或大于23cm时,滑动摩擦力如何变化?(g=10N/kg)

正确答案

解:(1)木块在刚滑动之前,受到静摩擦力已达到最大值,其最大值为:

Fmax=F=k(x1-x0)=20×(24-20)N=80N

其变化范围是0~Fmax,即0~80N.      

(2)当木块做匀速运动时,木块受到的滑动摩擦力F与弹簧的拉力大小相等、方向相反.

F=F′=k(x2-x0)=20×(23-20)N=60N,

因为F=μFN=μG

所以动摩擦因数为:μ===0.3           

(3)因为滑动摩擦力F=μFN,F是由FN决定的,μ和FN不变,所以F不变,可见在木块滑动后,弹簧的长度小于或大于21.7cm时,只是拉力变化,滑动摩擦力的大小与木块的运动状态无关.

答:(1)木块受到的最大静摩擦力是80N;静摩擦力的变化范围 0<Ff≤80N;

(2)木块与桌面间的动摩擦因数是0.3;

(3)木块滑动的过程中,当弹簧的长度小于或大于23cm时,滑动摩擦力60N,不变.

解析

解:(1)木块在刚滑动之前,受到静摩擦力已达到最大值,其最大值为:

Fmax=F=k(x1-x0)=20×(24-20)N=80N

其变化范围是0~Fmax,即0~80N.      

(2)当木块做匀速运动时,木块受到的滑动摩擦力F与弹簧的拉力大小相等、方向相反.

F=F′=k(x2-x0)=20×(23-20)N=60N,

因为F=μFN=μG

所以动摩擦因数为:μ===0.3           

(3)因为滑动摩擦力F=μFN,F是由FN决定的,μ和FN不变,所以F不变,可见在木块滑动后,弹簧的长度小于或大于21.7cm时,只是拉力变化,滑动摩擦力的大小与木块的运动状态无关.

答:(1)木块受到的最大静摩擦力是80N;静摩擦力的变化范围 0<Ff≤80N;

(2)木块与桌面间的动摩擦因数是0.3;

(3)木块滑动的过程中,当弹簧的长度小于或大于23cm时,滑动摩擦力60N,不变.

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如图所示,质量为m、横截面为直角三角形的物体ABC,已知∠ABC=α,AB边靠在竖直墙面上,F是垂直斜面BC的推力,现物体能静止不动,求:

(1)物体静止时的摩擦力.

(2)若在F作用下物体匀速滑动,则物体和墙面间的动摩擦因数是多少?

正确答案

解:(1)对木块受力分析,受推力F、重力G、支持力N和向上的静摩擦力f,如图

由于物体保持静止,根据共点力平衡条件,有

x方向  N-Fcosα=0

y方向  f-G-Fsinα=0

由以上两式,解得

f=mg+Fsinα

(2)对物体受力分析可知,物体受重力、推力F、墙对物体的弹力及摩擦力的作用下做匀速直线运动,故物体受力平衡;将F向水平向分解,如图所示:

则可知竖直方向上合力为零,即摩擦力f=mg+Fsinα;

而物体滑动,故为滑动摩擦力,故摩擦力也可以等于μFcosα;

因此则有μFcosα=mg+Fsinα;

解得:

答:(1)物体静止时的摩擦力mg+Fsinα.

(2)若在F作用下物体匀速滑动,则物体和墙面间的动摩擦因数是:

解析

解:(1)对木块受力分析,受推力F、重力G、支持力N和向上的静摩擦力f,如图

由于物体保持静止,根据共点力平衡条件,有

x方向  N-Fcosα=0

y方向  f-G-Fsinα=0

由以上两式,解得

f=mg+Fsinα

(2)对物体受力分析可知,物体受重力、推力F、墙对物体的弹力及摩擦力的作用下做匀速直线运动,故物体受力平衡;将F向水平向分解,如图所示:

则可知竖直方向上合力为零,即摩擦力f=mg+Fsinα;

而物体滑动,故为滑动摩擦力,故摩擦力也可以等于μFcosα;

因此则有μFcosα=mg+Fsinα;

解得:

答:(1)物体静止时的摩擦力mg+Fsinα.

(2)若在F作用下物体匀速滑动,则物体和墙面间的动摩擦因数是:

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