- 相互作用
- 共34453题
如图所示,固定斜面体A的倾角为30°,在A的上表面上有一质量m=0.6kg的物块B沿A的表面匀速下滑,求斜面体对物块B的滑动摩擦力及物块与斜面体的动摩擦因数.(g取10m/s2)
正确答案
解:(1)对物体受力分析,根据垂直斜面方向受力平衡:
N=mgcos30°=6×=3
N
根据平衡条件,则滑动摩擦力f=mgsin30°=6×=3N;
(2)根据滑动摩擦力的公式有:f=μN;
则有mgsin30°=μmgcos30°
得:μ=tan30°=
答:斜面体对物块B的滑动摩擦力3N,及物块与斜面体的动摩擦因数.
解析
解:(1)对物体受力分析,根据垂直斜面方向受力平衡:
N=mgcos30°=6×=3
N
根据平衡条件,则滑动摩擦力f=mgsin30°=6×=3N;
(2)根据滑动摩擦力的公式有:f=μN;
则有mgsin30°=μmgcos30°
得:μ=tan30°=
答:斜面体对物块B的滑动摩擦力3N,及物块与斜面体的动摩擦因数.
画出图中物体A所受摩擦力的示意图(A、B间接触面粗糙).
正确答案
解:1.B不运时,A相对B有向右的运动,故A受到向左的摩擦力;
2.A向左运动,B向右运动,A相对于B运动的方向向左,受到的摩擦力的方向向右;
3.AB均向右时,A的速度大于B的速度,则A相对于B有向右的运动,故A受到的摩擦力向左;
4、AB均向右时,A的速度小于B的速度,则A相对于B有向左的运动,故A受到的摩擦力向右;
答:如图
解析
解:1.B不运时,A相对B有向右的运动,故A受到向左的摩擦力;
2.A向左运动,B向右运动,A相对于B运动的方向向左,受到的摩擦力的方向向右;
3.AB均向右时,A的速度大于B的速度,则A相对于B有向右的运动,故A受到的摩擦力向左;
4、AB均向右时,A的速度小于B的速度,则A相对于B有向左的运动,故A受到的摩擦力向右;
答:如图
请在图中,标出各物体所受摩擦力的方向.
正确答案
解:物体与接触面间有相对滑动,故是滑动摩擦力,滑动摩擦力方向与接触面相切,与相对滑动方向相反,如图所示:
故答案为:如图所示.
解析
解:物体与接触面间有相对滑动,故是滑动摩擦力,滑动摩擦力方向与接触面相切,与相对滑动方向相反,如图所示:
故答案为:如图所示.
如图,水平面上有一重为40N的物体,受到F1=13N和F2=6N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平地面间的动摩擦因数为µ=0.2,设物体最大静摩擦力等于滑动摩擦力,求:
(1)此时物体所受到的摩擦力多大?
(2)若将F1撤出后,物体受的摩擦力多大?
(3)若将F2撤出后,物体受的摩擦力多大?
正确答案
解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=8(N)
(1)由于F1-F2=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=6N<fm,物体保持静止,
故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左
(3)因为F1=13N>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=0.2×40=8N,方向水平向右.
答:(1)此时物体所受到的摩擦力的大小7N,方向水平向右;
(2)若将F1撤出后,物体受的摩擦力的大小6N,方向水平向左;
(3)若将F2撤出后,物体受的摩擦力的大小8N,方向水平向右.
解析
解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=8(N)
(1)由于F1-F2=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=6N<fm,物体保持静止,
故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左
(3)因为F1=13N>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=0.2×40=8N,方向水平向右.
答:(1)此时物体所受到的摩擦力的大小7N,方向水平向右;
(2)若将F1撤出后,物体受的摩擦力的大小6N,方向水平向左;
(3)若将F2撤出后,物体受的摩擦力的大小8N,方向水平向右.
在我国东北寒冷的冬季,雪橇是常见的运输工具(如图).一个有钢制滑板的雪橇,连同车上的木料的总重量为4.9×104N.已知钢与冰之间的动摩擦因数为0.02.在水平的冰道上,马要在水平方向用多大的力,才能够拉着雪橇匀速前进?
正确答案
解:雪撬匀速前进,拉力F与阻力f大小相等.F1=f
竖直方向地面对雪撬的弹力大小等于雪撬的总重量 FN=G
由滑动摩擦定律,有:f=μFN
联立解得:f=μG
代入数值后,得:F=f=0.02×4.9×104N=9.8×102N.
故马要在水平方向用9.8×102N的力,才能拉着雪橇匀速前进.
答:马要在水平方向用9.8×102N的力,才能拉着雪橇匀速前进.
解析
解:雪撬匀速前进,拉力F与阻力f大小相等.F1=f
竖直方向地面对雪撬的弹力大小等于雪撬的总重量 FN=G
由滑动摩擦定律,有:f=μFN
联立解得:f=μG
代入数值后,得:F=f=0.02×4.9×104N=9.8×102N.
故马要在水平方向用9.8×102N的力,才能拉着雪橇匀速前进.
答:马要在水平方向用9.8×102N的力,才能拉着雪橇匀速前进.
如图所示,在水平路面上用绳子拉一个质量为100kg的木箱向右运动,拉力F=400N,绳子与水平路面的夹角θ=30°,木箱与路面间的动摩擦因数μ=0.10.求:木箱受到的滑动摩擦力.
正确答案
解:木箱共受四个力作用,重力、支持力、拉力和摩擦力,如图所示:
将拉力F沿水平方向和竖直方向分解得:
F1=Fcosθ
F2=Fsinθ
且Ff=μFN;
在竖直方向:F2+FN=G
Ff=μ(G-F2)=0.1×(100×10-200)=80N;
答:木箱受到的滑动摩擦力80N.
解析
解:木箱共受四个力作用,重力、支持力、拉力和摩擦力,如图所示:
将拉力F沿水平方向和竖直方向分解得:
F1=Fcosθ
F2=Fsinθ
且Ff=μFN;
在竖直方向:F2+FN=G
Ff=μ(G-F2)=0.1×(100×10-200)=80N;
答:木箱受到的滑动摩擦力80N.
如图所示,一块质量为M、长为l的匀质板放在很长的水平桌面上,板的左端有一质量为m的物块,物块上连接一根很长的细绳,细绳跨过位于桌面边缘的定滑轮并与桌面平行,某人以恒定的速度v向下拉绳,物块最多只能到达板的中点,且此时板的右端距离桌边定滑轮足够远.求:
(1)若板与桌面间光滑,物块与板的动摩擦因数及物块刚到达板的中点时板的位移.
(2)若板与桌面间有摩擦,为使物块能到达板右端,板与桌面的动摩擦因数的范围.
正确答案
解:(1)板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同,此时物块刚到达板的中点,设木板加速度为a1,运动时间为t1,
对木板有 μ1mg=Ma、v=a1t1
则t1=
设在此过程中物块前进位移为s1,板前进位移为s2,则 s1=vt1、s2= t1
又因为s1-s2=,
由以上几式可得
物块与板间的动摩擦因数μ1=、板的位移s2=
.
(2)设板与桌面间的动摩擦因数为μ2,物块在板上滑行的时间为t2,木板的加速度为a2,
对板有 μ1mg-μ2(m+M) g=Ma2,且v=a2t2
解得t2=
又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3,则vt3-t3=l,t3=
为了使物块能到达板的右端,必须满足 t2≥t3
即,则μ2≥
所以为了使物块能到达板的右端,板与桌面间的摩擦因数μ2≥
答:(1)若板与桌面间光滑,物块与板的动摩擦因数为,物块刚到达板的中点时板的位移为
.
(2)若板与桌面间有摩擦,为使物块能到达板右端,板与桌面的动摩擦因数的范围为μ2≥.
解析
解:(1)板在摩擦力作用下向右做匀加速运动直至与物块速度相同,此时物块刚到达板的中点,设木板加速度为a1,运动时间为t1,
对木板有 μ1mg=Ma、v=a1t1
则t1=
设在此过程中物块前进位移为s1,板前进位移为s2,则 s1=vt1、s2= t1
又因为s1-s2=,
由以上几式可得
物块与板间的动摩擦因数μ1=、板的位移s2=
.
(2)设板与桌面间的动摩擦因数为μ2,物块在板上滑行的时间为t2,木板的加速度为a2,
对板有 μ1mg-μ2(m+M) g=Ma2,且v=a2t2
解得t2=
又设物块从板的左端运动到右端的时间为t3,则vt3-t3=l,t3=
为了使物块能到达板的右端,必须满足 t2≥t3
即,则μ2≥
所以为了使物块能到达板的右端,板与桌面间的摩擦因数μ2≥
答:(1)若板与桌面间光滑,物块与板的动摩擦因数为,物块刚到达板的中点时板的位移为
.
(2)若板与桌面间有摩擦,为使物块能到达板右端,板与桌面的动摩擦因数的范围为μ2≥.
用轻弹簧竖直悬挂一质量未知的铁块,静止时弹簧伸长量为L,现将铁块置于倾斜木板上,用该弹簧沿木板向上匀速拉动铁块,此时弹簧的伸长量仍为 L,已知木板与水平方向的夹角 θ=30°,则可测出铁块与木板间的动摩擦因数为多大?
正确答案
解:铁块在斜面上受重力mg,拉力F,摩擦力f,支持力FN共四个力作用,
竖直悬挂静止时弹簧伸长量为L,由胡克定律,则有:F=mg,
弹簧沿木板向上匀速拉动铁块,由力的平衡条件,在沿木板方向有:
F-mgsinθ-f=0
在垂直木板方向有:FN=mgcosθ;
又f=μFN;
联立解出:μ=
答:可测出铁块与木板间的动摩擦因数为.
解析
解:铁块在斜面上受重力mg,拉力F,摩擦力f,支持力FN共四个力作用,
竖直悬挂静止时弹簧伸长量为L,由胡克定律,则有:F=mg,
弹簧沿木板向上匀速拉动铁块,由力的平衡条件,在沿木板方向有:
F-mgsinθ-f=0
在垂直木板方向有:FN=mgcosθ;
又f=μFN;
联立解出:μ=
答:可测出铁块与木板间的动摩擦因数为.
如图所示,物体质量为m,与水平间的动摩擦因数为μ,当力F与水平方向夹角为θ时,物体沿水平面滑动.画出物体的受力示意图,并求物体所受摩擦力的大小.
正确答案
解:对物体受力分析,如图所示;
竖直方向:FN=Fsinθ+mg;
因Ff=μFN;
解得:Ff=μ(mg+Fsinθ);
答:物体所受摩擦力的大小μ(mg+Fsinθ).
解析
解:对物体受力分析,如图所示;
竖直方向:FN=Fsinθ+mg;
因Ff=μFN;
解得:Ff=μ(mg+Fsinθ);
答:物体所受摩擦力的大小μ(mg+Fsinθ).
重量为200N木箱放在水平地板上,用F=100N水平推力可以使木箱在水平地板上做匀速直线运动,求:
(1)木箱与地板间的动摩擦因数;
(2)如果用50N的水平向右的推力推木箱,求木箱受到的摩擦力的大小和方向.
正确答案
解:(1)当要用100N的水平推力时,木箱在水平地板上做匀速直线运动,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100N.
木箱对地面的压力大小等于重力,即N=G=200N,所以动摩擦因数为μ==
=0.5.
(2)如果用50N的水平向右的推力推木箱,小于最大的静摩擦力,木箱静止,摩擦力与推力大小相等,方向相反.
所以摩擦力的大小为50N,方向水平向左.
答:(1)木箱与地板间的动摩擦因数为0.5;
(2)木箱受到的摩擦力的大小为50N,方向水平向左.
解析
解:(1)当要用100N的水平推力时,木箱在水平地板上做匀速直线运动,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100N.
木箱对地面的压力大小等于重力,即N=G=200N,所以动摩擦因数为μ==
=0.5.
(2)如果用50N的水平向右的推力推木箱,小于最大的静摩擦力,木箱静止,摩擦力与推力大小相等,方向相反.
所以摩擦力的大小为50N,方向水平向左.
答:(1)木箱与地板间的动摩擦因数为0.5;
(2)木箱受到的摩擦力的大小为50N,方向水平向左.
如图甲所示,质量为m的物体,沿半径为R的圆形轨道自A点滑下,A点的法线为水平方向,B点的法线为竖直方向,物体与轨道间的动摩擦因数为μ,物体滑至B点时的速度为v,求此时物体所受的摩擦力.
正确答案
解:物块滑到轨道最低点时,由重力和轨道的支持力提供物块的向心力,由牛顿第二定律得
FN-mg=m
得到FN=m(g+)
则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为f=μFN=μm(g+)
答:此时物体所受的摩擦力为μm(g+).
解析
解:物块滑到轨道最低点时,由重力和轨道的支持力提供物块的向心力,由牛顿第二定律得
FN-mg=m
得到FN=m(g+)
则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力为f=μFN=μm(g+)
答:此时物体所受的摩擦力为μm(g+).
如图,物体A重40N,B重20N,地面光滑,A、B接触面粗糙,物体B用细绳系住,当水平力F=8N时,才能将A匀速拉出,
(1)做出A物体受力的示意图;
(2)求A、B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
地面对A的支持力
FN1=GA+GB
所以A受B的滑动摩擦力
Ff2=μFN2=μGB
A受地面的摩擦力
Ff1=μFN1=μ(GA+GB)
由于匀速,所以处于平衡态,即:F=Ff1+Ff2=μ(GA+2GB)
将F=8N,GA=40N,GB=20N代入解得 μ=0.1
答:接触面间的动摩擦因数为0.1
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
地面对A的支持力
FN1=GA+GB
所以A受B的滑动摩擦力
Ff2=μFN2=μGB
A受地面的摩擦力
Ff1=μFN1=μ(GA+GB)
由于匀速,所以处于平衡态,即:F=Ff1+Ff2=μ(GA+2GB)
将F=8N,GA=40N,GB=20N代入解得 μ=0.1
答:接触面间的动摩擦因数为0.1
如图所示,质量为m的物块A与质量为2m的物块B叠放在粗糙水平面上,AB间、B与水平面间摩擦力因数相同,A、B用不可伸长的水平轻绳跨过定滑轮相连,定滑轮通过轻杆固定在左墙上,水平向右的恒定拉力F作用于B,B物体匀速向右运动,求接触面摩擦因数.
正确答案
解:以A为研究对象,设绳子的拉力为T,则:T=μmg,
对B:F=T+μmg+μ3mg,联立得:μ=
答:接触面摩擦因数
解析
解:以A为研究对象,设绳子的拉力为T,则:T=μmg,
对B:F=T+μmg+μ3mg,联立得:μ=
答:接触面摩擦因数
如图,水平面上有一重为50N的物体,受到F1=12N和F2=6N的水平力作用而保持静止. 已知物体与水平地面间的动摩擦因数为µ=0.2,求:
(1)此时物体所受到的摩擦力多大?
(2)若将F1撤出后,物体受的摩擦力多大?
(3)若将F2撤出后,物体受的摩擦力多大?
正确答案
解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=10(N)
(1)由于F1-F2=6N<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=6N,方向水平向右.
(2)因为F2=6N<fm,物体保持静止,
故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左
(3)因为F1=12N>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)此时物体所受到的摩擦力的大小6N,方向水平向右;
(2)若将F1撤出后,物体受的摩擦力的大小6N,方向水平向左;
(3)若将F2撤出后,物体受的摩擦力的大小10N,方向水平向右.
解析
解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=10(N)
(1)由于F1-F2=6N<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=6N,方向水平向右.
(2)因为F2=6N<fm,物体保持静止,
故所受静摩擦力为:f2=F2=6N,方向水平向左
(3)因为F1=12N>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)此时物体所受到的摩擦力的大小6N,方向水平向右;
(2)若将F1撤出后,物体受的摩擦力的大小6N,方向水平向左;
(3)若将F2撤出后,物体受的摩擦力的大小10N,方向水平向右.
如图,水平面上有一重为50N的物体,受到F1=12N和F2=6N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平地面间的动摩擦因数为µ=0.2,设水平面对物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,求:
(1)此时物体所受到的摩擦力多大?
(2)若将F2撤出后,物体受的摩擦力多大?
正确答案
解:物体所受最大静摩擦力为:fm=μG=0.2×50=10(N)
(1)由于F1-F2=6N<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=6N,方向水平向右.
(2)因为F1=12N>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)此时物体所受到的摩擦力的大小6N,方向水平向右;
(2)若将F2撤出后,物体受的摩擦力的大小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=10(N)
(1)由于F1-F2=6N<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=6N,方向水平向右.
(2)因为F1=12N>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)此时物体所受到的摩擦力的大小6N,方向水平向右;
(2)若将F2撤出后,物体受的摩擦力的大小10N,方向水平向右.
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