- 相互作用
- 共34453题
如图所示,物体A、B叠放在倾角α=37°的斜面上,并通过细线跨过光滑滑轮相连,细线与斜面平行.两物体的质量分别为mA=5kg,mB=10kg,A、B间动摩擦因数为μ1=0.1,B与斜面间的动摩擦因数为μ2=0.2,现对A施一平行于斜面向下的拉力F,使A平行于斜面向下匀速运动(A,B始终接触),(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).
求:(1)B与斜面间的摩擦力大小;
(2)恒力F的大小;
(3)地面对斜面的摩擦力的大小.
正确答案
解:对A受力分析如图所示,根据共点力平衡,在沿斜面方向上有:
F+mAgsinα=T+fBA,
其中:fBA=μ1NBA=μ1mAgcos37°.
对B受力分析,如图所示,在沿斜面方向上,有:
mBgsinα+f+fAB=T,
其中:f=μ2(mA+mB)gcosα,fAB=fBA
联立解得:F=62N,T=88N,f=24N.
(3)以整体作为研究对象,水平方向受力:
Fcosα=f地,解得f地=62×0.8=49.6N
答::(1)B与斜面间的摩擦力大小24N;
(2)恒力F的大小62N;
(3)地面对斜面的摩擦力的大小49.6N.
解析
解:对A受力分析如图所示,根据共点力平衡,在沿斜面方向上有:
F+mAgsinα=T+fBA,
其中:fBA=μ1NBA=μ1mAgcos37°.
对B受力分析,如图所示,在沿斜面方向上,有:
mBgsinα+f+fAB=T,
其中:f=μ2(mA+mB)gcosα,fAB=fBA
联立解得:F=62N,T=88N,f=24N.
(3)以整体作为研究对象,水平方向受力:
Fcosα=f地,解得f地=62×0.8=49.6N
答::(1)B与斜面间的摩擦力大小24N;
(2)恒力F的大小62N;
(3)地面对斜面的摩擦力的大小49.6N.
如图所示,水平面有一质量m=5kg的物体,受到F1=15N和F2=8N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)物体所受的摩擦力的大小与方向;
(2)若只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小和方向;
(3)若只将F2撤去,则物体物体受到的摩擦力的大小和方向.
正确答案
解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.2×50=10N
(1)由于F1-F2=15-8=7N<fm
所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:
故有:f1=F1-F2=7N,方向水平向右.
(2)因为F2=8N<fm,物体保持静止,
故所受静摩擦力为:f2=F2=8N,方向水平向左
(3)因为F1=15N>fm,所以物体相对水平面向左滑动,
故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=0.2×50=10N,方向水平向右.
答:(1)物体所受的摩擦力的大小7N,与方向水平向右.
(2)当只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小8N,和方向水平向左.
(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力大小10N,方向水平向右.
解析
解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.2×50=10N
(1)由于F1-F2=15-8=7N<fm
所以物体处于静止状态,所受摩擦力为静摩擦力:
故有:f1=F1-F2=7N,方向水平向右.
(2)因为F2=8N<fm,物体保持静止,
故所受静摩擦力为:f2=F2=8N,方向水平向左
(3)因为F1=15N>fm,所以物体相对水平面向左滑动,
故物体受的滑动摩擦力:f3=μG=0.2×50=10N,方向水平向右.
答:(1)物体所受的摩擦力的大小7N,与方向水平向右.
(2)当只将F1撤去,物体受到的摩擦力的大小8N,和方向水平向左.
(3)若撤去的力不是F1而是F2,则物体受到的摩擦力大小10N,方向水平向右.
如图所示,一个质量为 12kg 的物体以v0=15m/s的初速度沿着水平地面向左运动,物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,物体始终受到一个水平向右、大小为F=36N的恒力F作用.求:
(1)5s末物体受到地面的摩擦力大小和方向;
(2)在 5s内物体的位移.
正确答案
解:(1)物体受到向右的滑动摩擦力,f=μFN=μG=0.2×12×10=24N
根据牛顿第二定律得,a==
m/s2=5m/s2;
物体减速到0所需的时间t==
s=3s;
而F>f知,物体向左减速后,反向加速运动.
所以f′=f=24N,方向水平向左.
(2)物体3s末的速度为0,接着2s反向加速运动.
则3s内的位移x==
m=22.5m;
当反向加速时,根据牛顿第二定律得,a==
m/s2=1m/s2;
经过2s内的位移为x=;
因此在 5s内物体的位移s=x-x′=22.5-2=20.5m;
答:(1)5s末物体受到地面的摩擦力大小24N和方向水平向左;
(2)在 5s内物体的位移20.5m.
解析
解:(1)物体受到向右的滑动摩擦力,f=μFN=μG=0.2×12×10=24N
根据牛顿第二定律得,a==
m/s2=5m/s2;
物体减速到0所需的时间t==
s=3s;
而F>f知,物体向左减速后,反向加速运动.
所以f′=f=24N,方向水平向左.
(2)物体3s末的速度为0,接着2s反向加速运动.
则3s内的位移x==
m=22.5m;
当反向加速时,根据牛顿第二定律得,a==
m/s2=1m/s2;
经过2s内的位移为x=;
因此在 5s内物体的位移s=x-x′=22.5-2=20.5m;
答:(1)5s末物体受到地面的摩擦力大小24N和方向水平向左;
(2)在 5s内物体的位移20.5m.
如图所示,物体A、B的质量mA=7kg,mB=4kg,A与B、B与地面之间的动摩擦因数都为μ=0.2,在外力F作用下,A和B一起匀速运动,求水平拉力F的大小和B对A的摩擦力.(g=10N/kg)
正确答案
解:整体分析,根据牛顿第二定律,则有:
再对A分析
且T=f
对滑轮分析
则有:2T=F
故:f=11N,方向向左.
答:水平拉力F的大小22N和B对A的摩擦力11N,方向向左.
解析
解:整体分析,根据牛顿第二定律,则有:
再对A分析
且T=f
对滑轮分析
则有:2T=F
故:f=11N,方向向左.
答:水平拉力F的大小22N和B对A的摩擦力11N,方向向左.
一个重G1=400N的小孩,坐在一块重G2=100N的木块上,用一根绕过光滑定滑轮的轻绳拉住木块,使小孩和木块相对静止一起匀速前进(如图).已知小孩的拉力F=70N,则:
(1)木块与地面间的动摩擦因数是多少?
(2)小孩和木块之间有无摩擦力?若有,试确定小孩所受摩擦力大小和方向.
正确答案
解:(1)对木板和人组成的整体研究,由平衡条件得:
地面对木板的摩擦力为f=μ(M+m)g=2F=140N,
得μ==0.28
(2)由对小孩受力分析,水平方向受到绳子的拉力与木块给的摩擦力,
因处于平衡状态,则由平衡条件可知,
小孩所受摩擦力大小f=F=70N,而方向水平向右;
答:(1)木块与地面间的动摩擦因数是0.28;
(2)小孩和木块之间有摩擦力,小孩所受摩擦力大小70N和方向水平向右.
解析
解:(1)对木板和人组成的整体研究,由平衡条件得:
地面对木板的摩擦力为f=μ(M+m)g=2F=140N,
得μ==0.28
(2)由对小孩受力分析,水平方向受到绳子的拉力与木块给的摩擦力,
因处于平衡状态,则由平衡条件可知,
小孩所受摩擦力大小f=F=70N,而方向水平向右;
答:(1)木块与地面间的动摩擦因数是0.28;
(2)小孩和木块之间有摩擦力,小孩所受摩擦力大小70N和方向水平向右.
质量为2kg的物体在40N水平推力作用下,1s内沿竖直墙壁,静止开始下滑3m.求:(取g=10m/s2)
(1)物体运动的加速度;
(2)物体受到的摩擦力;
(3)物体与墙间的动摩擦因数.
正确答案
解:(1)由位移时间公式得:H=at2
解得:a=6m/s2
(2)由牛顿第二定律知:mg-f=ma
所以有:f=mg-ma=2×10-2×6=8N
(3)由滑动摩擦力公式f=μN得:μ==0.2
答:(1)木块下滑的加速度a的大小为6m/s2.
(2)摩擦力为8N
(3)木块与墙壁之间的滑动摩擦系数为0.2.
解析
解:(1)由位移时间公式得:H=at2
解得:a=6m/s2
(2)由牛顿第二定律知:mg-f=ma
所以有:f=mg-ma=2×10-2×6=8N
(3)由滑动摩擦力公式f=μN得:μ==0.2
答:(1)木块下滑的加速度a的大小为6m/s2.
(2)摩擦力为8N
(3)木块与墙壁之间的滑动摩擦系数为0.2.
质量为10kg的物体静止放置在水平面上,和水平面间的动摩擦因数为0.3,和水平面间的最大静摩擦力为40N,当对物体施加的水平拉力分别为30N、50N时,物体所受的摩擦力分别是多大?(g=10N/kg)
正确答案
解:因为30N小于最大静摩擦力40N,物体未被推动,此时是静摩擦力,大小等于推力30N.
因为50N大于最大静摩擦力40N,物体被推动,此时是滑动摩擦力,大小等于f=0.3×100=30N;
答:两种情况下的摩擦力均为30N.
解析
解:因为30N小于最大静摩擦力40N,物体未被推动,此时是静摩擦力,大小等于推力30N.
因为50N大于最大静摩擦力40N,物体被推动,此时是滑动摩擦力,大小等于f=0.3×100=30N;
答:两种情况下的摩擦力均为30N.
如图,在t=0时起,用一水平向左的力F作用于质量为m的物块使其沿足够高的竖直墙壁开始运动,已知F按F=kt的规律随时间均匀增大,物块与墙壁之间的动摩擦因数为μ.(m、k、μ都是已知量,重力加速度为g),求物块沿墙壁运动的总时间.
正确答案
解:物体从开始运动到速度达到最大的时间,设为t,则有:μkt=mg;
根据运动的特征,F按F=kt的规律随时间均匀增大,
则物块沿墙壁运动的总时间是t的2倍,
因此物块沿墙壁运动的总时间为;
答:物块沿墙壁运动的总时间为.
解析
解:物体从开始运动到速度达到最大的时间,设为t,则有:μkt=mg;
根据运动的特征,F按F=kt的规律随时间均匀增大,
则物块沿墙壁运动的总时间是t的2倍,
因此物块沿墙壁运动的总时间为;
答:物块沿墙壁运动的总时间为.
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.
(1)若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是多少?动摩擦因数是多少?
(2)若F增加到100N,物体静止不动,它受到的静摩擦力是多少?方向如何?
(3)若撤去力F,当物体沿着墙壁自由下落时,物体受到的滑动摩擦力是多少?(g=10N/kg)
正确答案
解:(1)若物体匀速下滑,受推力、重力、支持力和滑动摩擦力,处于平衡态,
故有:F=N
且f=mg
其中:f=μN
解得:
f=mg=10N
因N=F=50N
则有μ==
=0.2
(2)若F增加到100N,物体静止不动,物受推力、重力、支持力和静摩擦力,处于平衡态,
故:
f=mg=10N
方向竖直向上;
(3)若撤去力F,物体做自由落体运动,只受重力,不受支持力,否则会向右加速运动,不受支持力,不也就不受摩擦力;
答:(1)若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是10N,动摩擦因数是0.2;
(2)若F增加到100N,物体静止不动,它受到的静摩擦力是10N,方向竖直向上;
(3)若撤去力F,当物体沿着墙壁自由下落时,物体受到的滑动摩擦力是0.
解析
解:(1)若物体匀速下滑,受推力、重力、支持力和滑动摩擦力,处于平衡态,
故有:F=N
且f=mg
其中:f=μN
解得:
f=mg=10N
因N=F=50N
则有μ==
=0.2
(2)若F增加到100N,物体静止不动,物受推力、重力、支持力和静摩擦力,处于平衡态,
故:
f=mg=10N
方向竖直向上;
(3)若撤去力F,物体做自由落体运动,只受重力,不受支持力,否则会向右加速运动,不受支持力,不也就不受摩擦力;
答:(1)若物体匀速下滑,物体受到的摩擦力是10N,动摩擦因数是0.2;
(2)若F增加到100N,物体静止不动,它受到的静摩擦力是10N,方向竖直向上;
(3)若撤去力F,当物体沿着墙壁自由下落时,物体受到的滑动摩擦力是0.
要使静止在水平地面上重为40kg的物体从原地移动,必须至少用100N的水平推力,但物体从原地移动后,只要80N的水平推力就可以使之匀速地移动.(重力加速度g=10m/s2)求:
(1)物体与地面间的最大静摩擦力fmax;
(2)物体与地面间的动摩擦因数μ;
(3)当用60N推力推静止的物体时,物体所受到的摩擦力是多大?
正确答案
解:(1)由题目条件知:最大静摩擦力Fm=100N
(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=80N
所以μ==0.2
(3)当用60N推力推物体时推不动,摩擦力是60N
答:物体受到的最大静摩擦力为100N;与地面间的动摩擦因数0.2;当用60N推力推物体时推不动,摩擦力是60N.
解析
解:(1)由题目条件知:最大静摩擦力Fm=100N
(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=80N
所以μ==0.2
(3)当用60N推力推物体时推不动,摩擦力是60N
答:物体受到的最大静摩擦力为100N;与地面间的动摩擦因数0.2;当用60N推力推物体时推不动,摩擦力是60N.
质量为5kg的木块放在木板上,当木板与水平方向夹角为37°时,木块恰能沿木板匀速下滑,求:
(1)木块与木板间的动摩擦因数多大?
(2)当木板水平放置时,要使木块能沿木板匀速滑动,给木块施加与水平方向成37°角斜向上的力应多大?(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/S2)
正确答案
解:(1)对物体受力分析如图:
由平衡条件在垂直斜面方向有:N=Gcosθ=40N
沿斜面方向:f=Gsinθ=30N
由:f=μN代入数据得:μ=0.75
(2)因为匀速,所以受力平衡,受力如图,由平衡条件得:
水平方向:f′=Fcosθ
竖直方向:N′+Fsinθ=G
又因为:f′=μN′
代入数据得:F=30N
答:(1)木块与木板间的动摩擦因数μ=0.75;
(2)给木块施加的力F大小为30N.
解析
解:(1)对物体受力分析如图:
由平衡条件在垂直斜面方向有:N=Gcosθ=40N
沿斜面方向:f=Gsinθ=30N
由:f=μN代入数据得:μ=0.75
(2)因为匀速,所以受力平衡,受力如图,由平衡条件得:
水平方向:f′=Fcosθ
竖直方向:N′+Fsinθ=G
又因为:f′=μN′
代入数据得:F=30N
答:(1)木块与木板间的动摩擦因数μ=0.75;
(2)给木块施加的力F大小为30N.
某物体的重力为200N,放置在水平地面上,它与地面间的动摩擦因数是0.38,它与地面间的最大静摩擦力是80N.
(1)用50N的水平方向的力推物体,地面对物体的摩擦力是______N.
(2)至少要用多大的水平力,才能把物体推动______.
(3)物体运动起来以后,若使其保持匀速直线运动,应在水平方向加______ N的推力.
(4)物体在运动过程中,若把水平推力增大到80N,地面对物体的摩擦力为______ N.
(5)此后,若把推力减少到50N,直到静止前,地面对物体的摩擦力为______ N.
(6)若撤去外力,直到静止前,地面对物体的摩擦力为______ N.
正确答案
解:(1)用50N的水平方向的力推不动物体,地面对物体的摩擦力是50N;
(2)与地面间的最大静摩擦力是80N,至少要用80N的水平力,才能把物体推动;
(3)物体运动起来以后,若使其保持匀速直线运动,应在水平方向施加f=μN=0.38×200=76N的推力;
因此在水平方向加76N的推力,才能匀速运动.
(4)物体在运动过程中,若把水平推力增大到80N,地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力,即76N;
(5)若把推力减小到50N,直到静止前,地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力76N;
(6)若撤去外力,直到静止前,地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力76N;
故答案为:(1)50;(2)80N;(3)76;(4)76;(5)76;(6)76.
解析
解:(1)用50N的水平方向的力推不动物体,地面对物体的摩擦力是50N;
(2)与地面间的最大静摩擦力是80N,至少要用80N的水平力,才能把物体推动;
(3)物体运动起来以后,若使其保持匀速直线运动,应在水平方向施加f=μN=0.38×200=76N的推力;
因此在水平方向加76N的推力,才能匀速运动.
(4)物体在运动过程中,若把水平推力增大到80N,地面对物体的摩擦力仍为滑动摩擦力,即76N;
(5)若把推力减小到50N,直到静止前,地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力76N;
(6)若撤去外力,直到静止前,地面对物体的摩擦力为滑动摩擦力76N;
故答案为:(1)50;(2)80N;(3)76;(4)76;(5)76;(6)76.
如图所示,工人师傅在推割草机,施加的力大小为F1=120N,方向与水平地面成30度斜向下,已知割草机重G=300N.
(1)求它对地面的压力F1大小是多少;
(2)割草机割完后,现工人师傅用与水平方向成37°的拉力F2=180N拉着匀速运动,求割草机和地面之间的动摩擦因数为多少(sin37°=0.6;cos37°=0.8)
正确答案
解:(1)在竖直方向:mg+Fsin30°=N,解得N=300+120×0.5=360N,由牛顿第三定律知对地面的压力F1大小是360N,
(2)割草机沿水平方向做匀速直线运动,受到重力mg、推力F、地面的支持力N和阻力f,如图,四个力的合力为零,则有
f=Fcosα=μN
N=mg+Fsinα
联立得:μ=0.35
答:(1)它对地面的压力F1大小是360N;
(2)割草机和地面之间的动摩擦因数为0.35.
解析
解:(1)在竖直方向:mg+Fsin30°=N,解得N=300+120×0.5=360N,由牛顿第三定律知对地面的压力F1大小是360N,
(2)割草机沿水平方向做匀速直线运动,受到重力mg、推力F、地面的支持力N和阻力f,如图,四个力的合力为零,则有
f=Fcosα=μN
N=mg+Fsinα
联立得:μ=0.35
答:(1)它对地面的压力F1大小是360N;
(2)割草机和地面之间的动摩擦因数为0.35.
质量为3kg的木块放到水平地板上,用F=6N的水平拉力拉该木块时,木块恰能做匀速直线运动.(g取10N/kg)求:
(1)木块与地板间的动摩擦因数;
(2)若F大小不变、方向改为竖直向上地作用在木块上,还想使该木块保持匀速状态,则应加多大的水平力?
正确答案
解:(1)物体在水平的拉力作用在水平面上运动,物体对地面的压力大小N=mg,滑动摩擦力大小为:
f=μN=μmg;
解得:;
(2)若F大小不变、方向改为竖直向上的作用在木块上,则对木块受力分析,重力、支持力、竖直拉力、水平拉力,滑动摩擦力;
根据平衡条件可知,水平方向:F′=μN;
竖直方向:N+F=mg;
联立解得:F′=0.2×(3×10-6)=4.8N;
答:(1)木块与地板间的动摩擦因数0.2;
(2)则应加4.8N的水平力.
解析
解:(1)物体在水平的拉力作用在水平面上运动,物体对地面的压力大小N=mg,滑动摩擦力大小为:
f=μN=μmg;
解得:;
(2)若F大小不变、方向改为竖直向上的作用在木块上,则对木块受力分析,重力、支持力、竖直拉力、水平拉力,滑动摩擦力;
根据平衡条件可知,水平方向:F′=μN;
竖直方向:N+F=mg;
联立解得:F′=0.2×(3×10-6)=4.8N;
答:(1)木块与地板间的动摩擦因数0.2;
(2)则应加4.8N的水平力.
一质量不计的弹簧原长为10cm,一端固定于质量m=2kg的物体上,另一端施一逐渐增大的水平拉力F,当弹簧拉长至14cm时,物体恰好被拉动.(已知物体与水平面间的动摩擦因数为0.2,g=10m/s2,设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)
求:(1)弹簧的劲度系数多大?
(2)当弹簧长度为15cm时,物体所受的摩擦力大小为多少?
正确答案
解:(1)由题意得,物体与地面间最大静摩擦力:Ffmax=μFN=μmg=0.2×2×10=4N
物体恰好被拉动,物体所受弹力等于最大静摩擦力,得=100N/m
(2)物体相对地面滑动,受到滑动摩擦力Ff=μFN=μmg=4N
答:(1)弹簧的劲度系数100N/m;
(2)当弹簧长度为15cm时,物体所受的摩擦力大小为4N.
解析
解:(1)由题意得,物体与地面间最大静摩擦力:Ffmax=μFN=μmg=0.2×2×10=4N
物体恰好被拉动,物体所受弹力等于最大静摩擦力,得=100N/m
(2)物体相对地面滑动,受到滑动摩擦力Ff=μFN=μmg=4N
答:(1)弹簧的劲度系数100N/m;
(2)当弹簧长度为15cm时,物体所受的摩擦力大小为4N.
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