摩擦作业解答
2020届高考物理一轮复习人教版验证牛顿第二定律测动摩擦系数作业Word版含答案
1.(2018•新课标Ⅱ)某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数,跨过光滑定滑轮的细线两端分別与木块和弹簧秤相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码,缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在继续滑动时,弹簧秤的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小。
某次实验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧秤的示数读出。
回答下列问题:(1)f4=N;(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出f﹣m图线;(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=,f﹣m图线(直线)的斜率的表达式为k=;(4)取g=9.80m/s2,由绘出的f﹣m图线求得μ=(保留2位有效数字)【答案】(1)2.75;(2)如图所示;(3)μ(M+m)g;μg;(4)0.38(0.37﹣0.41均正确)【解析】(1)由图可以看出,弹簧秤的指针在2.70和2.80之间,读数为2.75N;(2)图中确定m=0.05kg和m=0.20kg时的点,通过描点后,画图如图所示(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=μ(M+m)g;k的表达式为k=μg;(4)由图象可以得出斜率为k==3.75,所以==0.38。
2.(2014•山东)某实验小组利用弹簧秤和刻度尺,测量滑块在木板上运动的最大速度。
实验步骤:①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力,记作G;②用装有橡皮泥的滑块放在水平木板上,通过水平细绳和固定弹簧秤相连,如图甲所示,在A端向右拉动木板,待弹簧秤实数稳定后,将读数记为F;③改变滑块上橡皮泥的质量,重复步骤①②,实验数据如表所示:④如图乙所示,将木板固定在水平桌面上,滑块置于木板上左侧C处,细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P 连接,保持滑块静止,测量重物P离地面的高度h;⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞),测量C、D间的距离。
2025版新教材高中物理课时分层作业十四摩擦力的突变及动摩擦因数的测定新人教版必修第一册
课时分层作业(十四) 摩擦力的突变及动摩擦因数的测定A组基础巩固练1.如图所示,一滑块静止在粗糙的水平木板上,现将木板的一端缓慢抬高,直至木板与水平面成90°角.在0<θ<90°的过程中,关于滑块所受的摩擦力,下列说法正确的是( ) A.滑块先受静摩擦力,然后受滑动摩擦力B.滑块先不受摩擦力,然后受滑动摩擦力C.滑块始终受到静摩擦力D.滑块始终受到滑动摩擦力2.[2024·天津高一上期中]如图所示,一木块放在水平桌面上,在水平方向受到F1、F2和摩擦力作用,木块处于静止状态,其中F1=10 N,F2=2 N,则下列说法正确的是( )A.若撤去F1,木块受到的摩擦力肯定为2 N,方向向右B.若撤去F1,木块有可能滑动C.若撤去F2,木块受到的摩擦力肯定为10 N,方向向左D.若撤去F2,木块肯定会滑动3.(多选)水平木板上有质量m=3 kg的物块,受到随时间t按肯定规律改变的水平拉力F的作用,如图甲所示,用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f的大小如图乙所示,取重力加速度g=10 m/s2,下列推断正确的是( )A.t=1 s时外力F肯定等于零B.t=7 s时外力F肯定等于3 NC.物块与木板间的动摩擦因数为0.1D.物块与木板间的动摩擦因数为0.134.如图所示,物体A的质量为1 kg,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2,从t=0起先,物体以肯定的初速度v0向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为F0=1 N的作用力,则反映物体受到的摩擦力F f随时间改变的图像正确的是(取向右为正方向,g取10 N/kg)( )5.(多选)用水平力F拉着一物体在水平地面上做匀速直线运动,从t=0时刻起水平力F的大小随时间匀称减小,到t1时刻F减小为零.则物体所受的摩擦力F f随时间t的改变图像可能是下列中的( )B组实力提升练6.某同学用如图所示的装置测量放在粗糙水平桌面上的长金属板B与铁块A间的动摩擦因数,已知铁块A的质量m=1 kg,用水平力F向左拉金属板B,使其相对于A向左运动,稳定时弹簧测力计示数如图中所示.求:(g取10 N/kg)(1)弹簧测力计示数;(2)A、B间的动摩擦因数.7.某同学用图(a)所示的装置测量木块与木板之间的动摩擦因数.跨过光滑定滑轮的细线两端分别与木块和弹簧测力计相连,滑轮和木块间的细线保持水平,在木块上方放置砝码.缓慢向左拉动水平放置的木板,当木块和砝码相对桌面静止且木板仍在接着滑动时,弹簧测力计的示数即为木块受到的滑动摩擦力的大小.某次试验所得数据在下表中给出,其中f4的值可从图(b)中弹簧测力计的示数读出.砝码的质量m/kg0.050.100.150.200.25滑动摩擦力f/N 2.15 2.36 2.55f4 2.93回答下列问题:(1)f4=________N.(2)在图(c)的坐标纸上补齐未画出的数据点并绘出fm图线.(3)f与m、木块质量M、木板与木块之间的动摩擦因数μ及重力加速度大小g之间的关系式为f=________,fm图线(直线)的斜率的表达式为k=________.(4)g取9.80 N/kg,由绘出的fm图线求得μ=________ .(保留2位有效数字)摩擦力的突变及动摩擦因数的测定1.解析:木板与水平方向夹角较小时,滑块相对木板静止,滑块受到静摩擦力,木板与水平方向夹角达到某一角度时,滑块相对木板下滑,滑块受到滑动摩擦力,故A 正确.答案:A2.解析:木块起先时在水平方向受三个力而平衡,则有F f =F 1-F 2=10N -2N =8N ,木块处于静止状态,则说明木块受到的最大静摩擦力大于等于8N .撤去F 1后,受到的推力为F 2=2N ,小于最大静摩擦力,木块仍能平衡,则所受摩擦力大小为2N ,方向向右,A 正确,B 错误.撤去F 2后,受到的推力为F 1=10N ,可能大于最大静摩擦力,则木块可能会滑动,C 、D 错误.答案:A3.解析:A 对:依据题意可知水平木板表面粗糙,因为物块在水平方向上的摩擦力在t =1s 时为0,若受到不为0的外力F 作用,则必定会产生摩擦力,故相互冲突,因此t =1s 时F =0.B 错:t =7s 时,摩擦力为滑动摩擦力,大小等于3N ,但是外力F 不肯定等于3N .C 对,D 错:由题图乙可知,物块受到的滑动摩擦力F f =3N ,因为F f =μmg ,动摩擦因数μ=F f mg =3N 3kg ×10N/kg=0.1. 答案:AC4.解析:物体A 向右滑动时,受到地面对左的滑动摩擦力,由F f1=μmg ,得F f1=2N ;物体静止后,因受到向左的拉力F 0=1N<F f1,故物体A 不再运动,由二力平衡可知,物体A 受到向右的静摩擦力,F f2=F 0=1N ,故C 正确.答案:C5.解析:物体起先做匀速运动,说明拉力与摩擦力大小相等.从t =0时刻拉力F 起先匀称减小,t 1时刻拉力减小为零,速度有两种可能:一是当拉力为零时,物体仍在滑动,物体还受滑动摩擦力作用,则摩擦力F f 大小不变,A 正确.二是当拉力为零前,物体已静止,在拉力改变的过程中,起先一段时间内滑动摩擦力的大小不变,当物体静止后所受静摩擦力的大小与拉力大小相等,而此时拉力小于滑动摩擦力,D 正确.答案:AD6.解析:(1)由图知弹簧测力计示数为2.20N.(2)铁块A 受向右的拉力F =2.20N ,由二力平衡知,铁块A 还受向左的滑动摩擦力F f=F =2.20N .据F f =μmg 得动摩擦因数μ=F f mg =2.201×10=0.22.答案:(1)2.20N (2)0.227.解析:(1)由题图(b)可读出弹簧测力计的示数f 4=2.75N. (2)fm 图线如图所示.(3)摩擦力表达式f =μ(M +m )g ,图像的斜率k =μg .(4)fm 图线的斜率k =Δf Δm =2.93-2.150.25-0.05=3.9,解得动摩擦因数μ≈0.40.答案:(1)2.75 (2)如图所示 (3)μ(M +m )g μg (4)0.40。
高考经典课时作业2-1 重力、弹力、摩擦力
高考经典课时作业2-1 重力、弹力、摩擦力(含标准答案及解析)时间:45分钟分值:100分1.如右图所示,人向右匀速推动水平桌面上的长木板,在木板翻离桌面以前,则() A.木板露出桌面后,推力将逐渐减小B.木板露出桌面后,木板对桌面的压力将减小C.木板露出桌面后,桌面对木板的摩擦力将减小D.推力、压力、摩擦力均不变2.(2011·高考天津卷)如右图所示,A、B两物块叠放在一起,在粗糙的水平面上保持相对静止地向右做匀减速直线运动,运动过程中B受到的摩擦力()A.方向向左,大小不变B.方向向左,逐渐减小C.方向向右,大小不变D.方向向右,逐渐减小3.如图所示,倾角为30°,重为80 N的斜面体静止在水平面上.一根弹性轻杆一端垂直固定在斜面体上,杆的另一端固定一个重为2 N的小球,小球处于静止状态时,下列说法正确的是()A.斜面体有向左运动的趋势B.地面对斜面体的支持力为80 NC.球对弹性轻杆的作用力为2 N,方向竖直向下D.弹性轻杆对小球的作用力为2 N,方向垂直斜面向上4.(2013·黄山模拟)如图所示,小车内有一固定光滑斜面,一个小球通过细绳与车顶相连,细绳始终保持竖直.关于小球的受力情况,下列说法正确的是()A.若小车静止,绳对小球的拉力可能为零B.若小车静止,斜面对小球的支持力一定为零C.若小车向右运动,小球一定受两个力的作用D.若小车向右运动,小球一定受三个力的作用5.(2013·安徽合肥市第二次教学质量检测)如右图所示,楔形物块a固定在水平地面上,在其斜面上静止着小物块b.现用大小一定的力F分别沿不同方向作用在小物块b上,小物块b仍保持静止,如下图所示.则a、b之间的静摩擦力一定增大的是()6.如右图所示,轻弹簧的一端与物块P 相连,另一端固定在木板上.先将木板水平放置,并使弹簧处于拉伸状态.缓慢抬起木板的右端,使倾角逐渐增大,直至物块P 刚要沿木板向下滑动,在这个过程中,物块P 所受静摩擦力的大小变化情况是( )A .先减小后增大B .先增大后减小C .一直增大D .保持不变7.(2013·济南检测)如右图所示,物体P 、Q 用轻绳连接后跨过定滑轮,物体P 静止在倾角为37°角的斜放木板上悬挂着.已知P 、Q 的质量m P 、m Q 大小的关系为m Q =34m P .今将斜放木板的倾角从37°增到45°,物体P 仍保持静止而没有滑动,若不计滑轮处的摩擦,则下列说法中正确的是( )A .绳子的张力将变大B .物体P 受到的静摩擦力将变小C .物体P 对斜板的压力将变小D .绳子张力和物体P 受到的摩擦力均不变8.某学习小组为了体验最大静摩擦力与滑动摩擦力的临界状态,设计了如右图所示的装置,一位同学坐在长直木板上,让长直木板由水平位置缓慢向上转动(即木板与地面的夹角θ变大),另一端不动,则该同学受到支持力F N 、合外力F 合、重力沿斜面方向的分力G 1、摩擦力F f 随角度θ的变化关系图象中正确的是( )9.(2011·高考江苏卷改编)如图所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦.现将质量分别为M 、m (M >m )的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.在α角取不同值的情况下,下列说法正确的有( )A .两物块所受摩擦力的大小不可能总相等B .两物块不可能同时相对绸带静止C .M 不可能相对绸带发生滑动D .m 不可能相对斜面向上滑动10.一根大弹簧内套一根小弹簧,大弹簧比小弹簧长0.2 m,它们的下端平齐并固定,另一端自由,如下图所示.当压缩此组合弹簧时,测得弹力与弹簧压缩量的关系如图所示.试求这两根弹簧的劲度系数k1和k2.11.木块A、B分别重50 N和60 N,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2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1 N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.12.如图甲所示,轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10 kg的物体,∠ACB=30°;图乙中轻杆HP一端用铰链固定在竖直墙上,另一端P通过细绳EP拉住,EP与水平方向也成30°,轻杆的P点用细绳PQ拉住一个质量也为10 kg的物体.g取10 N/kg,求轻绳AC段的张力大小F AC与细绳EP的张力大小F EP之比.标准答案及解析:1.解析:在木板翻离桌面以前,由其竖直方向受力分析可知,桌面对木板的支持力大小等于重力,所以木板所受到的摩擦力不变,又因为长木板向右匀速运动,所以推力大小等于摩擦力,不变.综上所述,选项D正确.答案:D2.解析:B向右做匀减速直线运动,加速度大小不变、方向向左,由牛顿第二定律知,B 所受摩擦力的方向向左,大小不变,即A正确,B、C、D均错误.答案:A3.答案:C4.解析:方法一:斜面光滑表明小球不受摩擦力,细绳竖直表明若绳子有弹力,应沿竖直方向.方法二:采用假设法.若绳对小球的拉力为零,小球在重力和斜面的弹力作用下,合力不可能为零,无法达到平衡,故绳对小球的拉力不可能为零.若斜面对小球的支持力不为零,则细绳不可能始终保持竖直,故斜面对小球的支持力一定为零.方法三:小车向右运动可能有三种运动形式:向右匀速运动、向右加速运动和向右减速运动.当小车向右匀速运动时,小球受力平衡,只受重力和绳子拉力两个力的作用.当小车向右加速运动时,小球需有向右的合外力,但由细绳保持竖直状态和斜面形状可知,该运动形式不可能有.当小车向右减速运动时,小球需有向左的合外力,则一定受重力和斜面的支持力,可能受绳子的拉力,也可能不受绳子的拉力.答案:B5.答案:A6.解析:木板水平时,f=kx,方向水平向左,木板倾斜时,设开始f沿板向下,则有:mg sin θ+f=kx,f随θ增大逐渐减小到0,然后f沿板向上,此时有mg sin θ=kx+f,f 再随θ增大而增大,直到要下滑,故A正确.答案:A7.答案:BC8.解析:重力沿斜面方向的分力G1=mg sin θ,C正确,支持力F N=mg cos θ,A正确;该同学滑动之前,F合=0,F f=mg sin θ,滑动后,F合=mg sin θ-μmg cos θ,F f=μmg cos θ,考虑到最大静摩擦力略大于滑动摩擦力的情况,可知B错误、D正确.答案:ACD9.解析:绸带与斜面间无摩擦,且为轻质绸带,因此绸带无论运动与否,ma =0,故绸带所受合力为零,故M 、m 与绸带间的摩擦力一定大小相等,A 错误;当α较小时,mg sin α小于其最大静摩擦力,二者可以同时相对绸带静止,B 错误;最大静摩擦力F f m =μmg cos α,因M >m ,故M 的F f m 大于m 的F f m ′,当α增大时,mg sin α增大到m 的F f m ′时,m 相对绸带滑动,此时绸带两端的摩擦力仍大小相等,故没有达到M 的F f m ,故M 与绸带仍相对静止,C 正确、D 错误.答案:C 10.解析:此物理过程,弹簧压缩测得的力的大小就等于弹簧的弹力,并遵守胡克定律. 据题意,当压缩量只有0.2 m 的过程,只大弹簧发生形变,从图中读出x =0.2 m ,F =2N ,由胡克定律知F 1=k 1x 1,得k 1=F 1x 1=20.2N/m =10 N/m 弹簧组合形变量为0.3 m 时,大弹簧的形变量为x 1=0.3 m ,小弹簧的形变量为x 2=0.1 m , F 1+F 2=5 N ,就有k 1x 1+k 2x 2=5k 2=5-k 1x 1x 2=5-10×0.30.1N/m =20 N/m. 答案:10 N/m 20 N/m11.解析:未加F 时,木块A 、B 受力平衡,所受静摩擦力大小等于弹簧的弹力,即 F A =F B =F 弹=kx =400×0.02 N =8 N木块B 受地面的最大静摩擦力为:F B m =μF N B =0.25×60 N =15 N施加F 后,对木块B 有:F +F 弹<F B m故B 所受摩擦力仍为静摩擦力,其大小为:F B ′=F +F 弹=9 N施加F 后,木块A 所受摩擦力仍为静摩擦力,大小为:F A ′=8 N答案:8 N 9 N12.解析:题图甲和乙中的两个物体M 1、M 2都处于平衡状态,根据平衡条件可判断,与物体相连的细绳拉力大小等于物体的重力.分别取C 点和P 点为研究对象,进行受力分析如图(a)和(b)所示.图(a)中轻绳AD 跨过定滑轮拉住质量为M 1的物体,物体处于平衡状态,绳AC 段的拉力F AC =F CD =M 1g图(b)中由F EP sin 30°=F PQ =M 2g得F EP =2M 2g ,所以得F AC F EP =M 12M 2=12.。
机械设计习题二 零件强度、摩擦、磨损、润滑
作业二(零件强度、摩擦、磨损、润滑)一、选择与填空题1. 零件的截面形状一定,当增大截面尺寸时,其疲劳极限将随之 。
A. 增高B. 不变C. 降低D. 随材料性质的不同或降低或提高2. 在载荷和几何形状相同的情况下,钢制零件间的接触应力 。
铸铁零件间的接触应力。
A. 大于B. 等于C. 小于D. 无法确定3. 变应力特性可用五个参数中的任意 个来描述。
A. 一个B. 两个C. 三个D. 四个4. 下列四种叙述中, 是正确的。
A. 变应力只能由变载荷产生B. 静载荷不能产生变应力C. 变应力是由静载荷产生D. 变应力由变载荷产生,也可能由静载荷产生5. 在进行疲劳强度计算时,其极限应力为材料的 。
A. 屈服极限B. 疲劳极限C. 强度极限D. 弹性极限。
6. 两相对滑动的接触表面,依靠吸附的油膜进行润滑的摩擦状态称为 。
A. 流体摩擦B. 干摩擦C. 混合摩擦D. 边界摩擦;7. 当温度升高时,润滑油的粘度 。
A. 升高B. 降低C. 保持不变D. 升高或降低与润滑油的牌号有关8. 两表面处于边界润滑时,其膜厚比λ大致范围是 。
A. 01λ<≤B. 13λ<≤C. 35λ<≤D. 5λ>9. 可用来表征润滑油滚动阻力的指标是 。
10. 润滑油的粘温性是指润滑油的 与 之间的关系。
二、判断题11. 零件的跑合磨损对零件的工作性能是极为不利的。
【 】12. 表征润滑脂粘稠度的性能指标是其运动粘度。
【 】13. 造成零件疲劳磨损的主要原因是零件中产生的接触应力。
【 】14. 零件的耐磨性是指零件抵抗磨损的能力。
【 】15. 两个表面间形成了流体润滑时它们不直接接触。
【 】16. 机械化学磨损是指由机械作用及材料与环境的化学作用或电化学作用共同引起的磨损。
【 】17. 两个相对运动表明形成了流体动压润滑状态后,两表面间的产生了压力流和剪力流。
【 】18. 降低表面粗糙度对于提高零件的疲劳强度具有重要意义。
【新课标高中同步辅导】2022高一人教版物理必修一课时作业13摩擦力 Word版含答案
课时作业(十三)[全员参与·基础练]1.下列现象中,哪些物体受到了滑动摩擦力的作用()A.同学们在操场的跑道上跑步熬炼身体时的脚B.同学们在饮水机上接水时手拿着的水杯C.渐渐行驶在校内内的汽车的轮胎D.同学们考试过程中写字时的钢笔笔尖【解析】A、B、C选项中,两个物体的接触面没有发生相对运动,物体所受的摩擦力属于静摩擦力;D选项中,钢笔笔尖在写字过程中相对纸面滑动,受到的摩擦力为滑动摩擦力.【答案】 D2.关于物体受静摩擦力的叙述中,正确的是()A.静摩擦力的方向不肯定与物体运动方向相反B.静摩擦力的方向不行能与物体运动方向相同C.静摩擦力的方向可能与物体相对运动趋势的方向垂直D.静止物体所受静摩擦力肯定为零【解析】静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反,与运动方向之间没有关系,既可以相同,可以相反,也可以有任意夹角,但肯定与相对运动趋势方向相反,故A对,B、C 错;静止物体可以受到静摩擦力的作用,比如用力推桌子而桌子没动,说明有静摩擦力平衡了推力,D错.【答案】 A3.下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.物体在运动时才受到摩擦力B.摩擦力的方向肯定与物体的运动方向相反C.摩擦力总是成对地消灭D.摩擦力的大小总是与正压力的大小成正比【解析】放在水平地面上的物体,受水平拉力作用处于静止状态时,物体就受到了静摩擦力作用,所以A错误;摩擦力的方向肯定与物体的相对运动方向相反,可以与运动方向相同,B错误;摩擦力是相互接触物体间的相互作用,肯定是成对消灭的,C正确;静摩擦力的大小与正压力的大小之间没有正比关系,D错误.【答案】 C4.(多选)有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,物体之间不光滑,如图3-3-11所示.现用一水平力F作用在乙物体上,物体仍保持静止,下列说法正确的是()图3-3-11A.丙受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左B.甲受到水平向右的摩擦力作用C.乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右D.丙对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右【解析】对于选项A,以甲、乙、丙三者整体为争辩对象,此整体在水平方向上受平衡力的作用,因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F,方向水平向左,选项A正确;对于选项B,以甲为争辩对象,甲不受摩擦力,选项B错误;对于选项C,乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反,由此可知,乙对丙摩擦力的大小等于F,方向水平向右,故选项C 正确,选项D错误.【答案】AC5.(2022·武汉二中高一检测)如图3-3-12所示,用水平恒力F推放置在水平面上的物体m,物体保持静止,关于物体受力状况的说法正确的是()图3-3-12A.推力小于物体所受摩擦力B.物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反C.物体所受摩擦力的大小可由F=μF N直接计算D.物体受到三个力的作用【解析】由于物体保持静止,由二力平衡知,推力大小等于物体所受摩擦力,物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反,A错,B对.物体所受摩擦力不是滑动摩擦力,大小不能由F =μF N计算,C错.物体受到重力、支持力、摩擦力和推力四个力的作用,D错.【答案】 B6.如图3-3-13所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左运动时,要使物体仍向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则()图3-3-13A.F1=F2B.F1>F2C.F1<F2D.以上三种状况都有可能【解析】两种状况下,物体相对于传送带均向右匀速运动,物体均受传送带向左的滑动摩擦力,滑动摩擦力大小均为f=μmg,依据二力平衡条件得F1=F2=f=μmg,故正确选项为A.【答案】 A7.(2021·万州高一检测)如图3-3-14所示,水平传送带上放一物体,当传送带向右以速度v匀速传动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;当传送带向右的速度变为2v时,物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′.则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中正确的是()图3-3-14A.弹簧伸长量将减小,即Δx′<ΔxB.弹簧伸长量将增加,即Δx′>ΔxC.弹簧伸长量不变,即Δx′=ΔxD.无法比较Δx和Δx′的大小【解析】两种状况下m相对于传送带均向左匀速运动,m均受传送带向右的滑动摩擦力,其大小均为f=μmg,依据二力平衡的条件F1=F2=f=μmg,又F1=F2,即kΔx=kΔx′,故Δx′=Δx,正确的选项为C.【答案】 C8.用劲度系数k=490 N/m的弹簧沿水平方向拉一木板,在水平桌面上做匀速直线运动,弹簧的长度为12 cm,若在木板上放一质量为5 kg的物体,仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板,弹簧的长度变为14 cm,试求木板与水平桌面间的动摩擦因数μ.(g取9.8 N/kg) 【解析】设木板质量为m,弹簧原长为L0,由题意知k(L1-L0)=μmg,①k(L2-L0)=μ(m+Δm)g,②解得①②两式得μ=(l2-l2)kΔmg代入数据μ=0.02×4905×9.8=0.2.【答案】0.2[超越自我·提升练]9.(多选)(2022·福州一中高一检测)如图3-3-15所示,A叠放在B上,B放在斜面上,A、B均处于静止状态,下列叙述正确的是()图3-3-15A.B相对A与B相对斜面的运动趋势相同B.B相对A的运动趋势方向沿斜面对上C.A相对B的运动趋势方向沿斜面对上D.B相对斜面的运动趋势方向沿斜面对下【解析】对A分析,假设A、B间光滑,则A相对B向下运动,故A相对B的运动趋势沿斜面对下,由相对运动知,B相对A的运动趋势沿斜面对上,假设B与斜面间光滑,则B相对斜面对下滑动,故B相对斜面的运动趋势沿斜面对下,所以B、D正确.【答案】BD10.木板甲、乙分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现将F=1 N的水平拉力作用在木块乙上,如图3-3-16所示,力F作用后()图3-3-16A.木块甲所受摩擦力大小是12.5 NB.木块甲所受摩擦力大小是11.5 NC.木块乙所受摩擦力大小是9 ND.木块乙所受摩擦力大小是7 N【解析】由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力F max=μF N=0.25×60 N=15 N,弹簧的弹力F弹=kx=400×0.02 N=8 N,木块乙受到向右的力F弹+F=9 N<F max,故木块乙仍静止.由平衡条件可得木块乙受到向左的摩擦力F f乙=F弹+F=9 N,故C正确,D错误;木块甲受到的最大静摩擦力F max′=μF N'=0.25×50 N=12.5 N,弹簧的弹力F弹=8 N<F max',故甲仍静止,受到向右的摩擦力F f甲=F弹=8 N,故A、B错误.【答案】 C11.如图3-3-17所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少?图3-3-17【解析】以木块1为争辩对象,它所受到的摩擦力为F=μF N=μm1g,依据二力平衡条件,弹簧弹力T=F=μm1g,而依据胡克定律T=k(d-L)所以两木块之间的距离d=μm1gk+L.【答案】μm1gk+L12.(2022·衡水高一检测)如图3-3-18所示,在水平桌面上放一个重G A=20 N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数为0.14,使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少?假如再在木块A上加一块重为G B=10 N的木块B,B与A之间的动摩擦因数为0.2,那么当A、B 两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多少?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?图3-3-18【解析】未放上木块B时,F N=G A=20 N,桌面对A的摩擦力为F f1=μF N=μA G A=0.4×20 N=8 N依据二力平衡条件,拉力F=F f1=8 N加上木块B后,F′N=G A+G B=20 N+10 N=30 N,桌面对A的摩擦力为:F′f1=μA F′N=μA(G A+G B)=0.4×30 N=12 N,故拉力F′=F′f1=12 N由于A、B两木块间无相对运动,所以A、B两木块间不产生摩擦力,即B受到的摩擦力F f2=0.【答案】8 N12 N0。
2静力学应用问题作业 (2)
1.在半径R的圆面积内挖去一半径为r的圆孔。
试求剩余面积的重心。
2.已知正方形OADB的边长为l,试在其中求出一点E,使此正方形在被截去等腰三角形OEB 后,E点即为剩余面积的重心。
3.图示机械元件由匀质材料所制成。
尺寸为h1=0.5cm,h2=0.75cm,r=0.95cm,R=1.5cm,l=2.55cm。
试求其重心的y坐标。
R1.桁架如图示。
已知:F=3kN,l=3m。
试用节点法计算各杆的力。
2.桁架如图示。
已知力F,尺寸l。
试求杆件BC、DE的力。
摩擦作业(1)1.楔块顶重装置如图示。
已知:重块B的为Q,与楔块之间的静摩擦因数为f S,楔块顶角为θ。
试求:(1)顶住重块所需力F的大小;(2)使重块不向上滑所需力F的大小;(3)不加力F能处于自锁的角θ的值。
2.半径为r、重力为Q的匀质圆盘如图示,其与固定面间的静摩擦因数均为f S。
试求保持圆盘静止不动的最大力偶矩M max。
3.匀质矩形物体ABCD如图示,已知:AB宽b=10cm,BC高h=40cm,其重力P=50N,与斜面间的静摩擦因数f S=0.4 ,斜面的斜率为3/4,绳索AE段为水平。
试求使物体保持平衡的最小Q。
min摩擦作业(2)1.图示一制动系统。
已知:l=6cm,r=10cm,静滑动摩擦因数f S=0.4,在鼓轮上作用有一力偶矩M=500N·cm 的力偶。
试求鼓轮未转时,B处液压缸施加的最小力:(1)施加的力偶为顺时针转向;(2)施加的力偶为逆时针转向。
2.物块A的重力PA=300N,匀质轮B的重力PB=600N,物块A与轮B接触处的静摩擦因数fS1=0.3,轮与地面间的静摩擦因数f S2=0.5 。
试求能拉动轮B的水平拉力F的最小值。
3.一旋转轴受轴向力F=10kN,轴的r=25mm,R=75mm,其上的力偶矩M=150N·m。
试求静摩擦因数。
4.一轮半径为R,轮与水平面间的滚阻系数为δ。
试问水平力F使轮只滚动而不滑动时,轮与水平面间的静摩擦因数f S需满足什么条件?。
2022版新教材物理鲁科版必修第一册作业:第3章第3节 摩擦力含解析
1.下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.相对运动的物体间一定有摩擦力B.摩擦力的大小跟压力成正比C.滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的运动方向相反D.静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反答案D只有当物体间存在相对运动,且满足摩擦力产生条件时,才有滑动摩擦力,A错误;滑动摩擦力的大小跟压力成正比,静摩擦力的大小与压力无关, B错误;滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动方向相反,但可以与物体的运动方向相同, C错误;静摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势方向相反, D正确。
,下列说法中正确的是()2.关于由滑动摩擦力公式推出的μ=fNA.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,f越大,μ越大B.动摩擦因数μ与正压力N成反比,N越大,μ越小C.动摩擦因数μ与摩擦力f成正比,与正压力N成反比D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定答案D动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的粗糙程度及材料决定,与正压力和摩擦力均无关。
3.(2021山东青岛第十六中学高一月考)如图所示,一个物体质量为20 kg,沿水平面向右运动,同时受到一水平向左的大小为15 N的力的作用。
已知此物体与地面之间的动摩擦因数为0.1。
则此物体所受合力为(重力加速度g=10 m/s2) ()A.5 N,方向向左B.20 N,方向向左C.35 N,方向向左D.35 N,方向向右答案C此物体所受合力F合=F+μmg=15 N+0.1×20×10 N=35 N,方向向左。
故选C。
4.如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板。
下列关于擦黑板的几种说法中正确的是 ()A.黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力B.摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比C.若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中也一样可以把沿线的黑板擦干净D.在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大答案D黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,选项A错误;摩擦力的大小一定与人给黑板擦的压力成正比,在同一位置处黑板擦给黑板的正压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大,与重力无关,选项B错误,D正确;若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中因黑板擦与黑板之间无压力,则无摩擦力,则不可能把沿线的黑板擦干净,选项C错误。
人教版八年级物理下册同步练习 8.3 摩擦力(分层作业)【原卷版+解析】
D.凸凹不平的脚踏,通过增大接触面的粗糙程度从而增大摩擦力,故D不符合题意。
故选A。
9.热爱运动的小罗同学在平直跑道上跑步。如图所示,当他后脚用力蹬地时,后脚鞋底受到地面摩擦力的方向是向______的。鞋底有花纹,是为了______摩擦。
【答案】匀速直线,平衡,2,水平向左,转换。
【解析】摩擦力的测量方法:把物体放在水平面上,用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,此时物体A在水平方向上受到拉力和摩擦力这两个力的作用,因为这两个力是一对平衡力,所以摩擦力f摩的大小与拉力F拉的大小相等,图中测得的摩擦力大小为2牛,方向水平向左。这是一种转换研究方法:因为滑动摩擦力无法直接测量,把拉力的大小转换为摩擦力的大小。
(2)图乙、丙所示的实验过程,探究的问题是_________________。
(3)图丁是小红同学对实验方案的改进,D是一个电动装置,可带动木板匀速运动,请你指出小红同学实验方案的优点.
15.(2022·四川内江)如图所示的小实验,将书和直尺叠放在水平桌面上,一只手用力压住课本,另一只手抽出直尺。下列说法正确的是( )。
6.如图所示,“冰墩墩”单脚站在水平地面上向右滑行,请在O点作出它所受摩擦力f的示意图;
【解析】“冰墩墩”单脚站在水平地面上向右滑行过程中,受到的摩擦力总是阻碍它的相对运动,所以摩擦力的方向水平向左,作用点为O点,故过O点水平向左画线段,在线段的末尾画箭头表示力的方向,并标出f,如右图。
二、 摩擦的利用和防止
【答案】压力,接触面粗糙程度。
【解析】自行车刹车时,在粗糙程度不变情况下,用力捏闸能增大闸皮与车轮间的压力,从而增大闸皮与车轮间的滑动摩擦力。
摩擦作业-弹性流体动力润滑理论
弹性流体动压润滑理论—线接触问题的研究一、流体润滑状态润滑的日的是在摩擦表面之间形成低剪切强度的润滑膜,用它来减少摩擦阻力和降低材料磨损.润滑膜可以是由液体或气体组成的流体膜或者固体膜。
根据润滑膜的形成原理和特征,润滑状态可以分为:(1)流体动压润滑;(2)流体静压淀滑;(3)弹性抗体动压润滑;(4)边界润滑;(5)干摩擦状态等五种基本类型。
表1—1列出了各种润滑状态的基本特征。
表各种润滑状态的基本特征图膜厚度与粗糙度各种润滑状态所形成的润滑膜厚度不同,但是单纯由润滑膜的厚度还不能准确地判断润滑状态;尚须与表面粗糙度进行对比.图l—1列出润泽胶厚度与粗糙度的数量级.只有当润滑胜厚度足以超过两表面的粗糙峰高度时,才有可能完全避免峰点接触而实现全膜流体润滑,对于实际机械中的摩擦副,通常总是几种润滑状态同时存在,统称为混合润滑状态。
二、弹性流体动压润滑理论对于刚性表面的流体润滑,通常称为流体动压润滑理论;而对于弹性表面的润滑问题,还需要加入弹性变形方程,因此称为弹性流体动压润滑理论。
弹性流体动压润滑理论(Elasto-Hydrodynamic Lubrication)简为弹流体润滑称(EHL或EHD),它主要研究点线接触摩擦副的润滑问题。
由于这类问题的主要特点是:由于摩擦副的载荷集中作用,接触区内的压力很高,因而在润滑计算中要考虑接触表面的弹性变形和润滑刘的粘压效应。
在1949提出的弹流体润滑入口区分析方法,首次将Reynolds流体润滑理论和Hertz弹性接触理论联系起来处理弹流体润滑问题,并提出线接触等温弹流体润滑问题的近似解。
2.1线接触的弹性变形2.1.1Hetrz接触理论Hetrz接触理论讨论了一个弹性圆柱和刚性平面线接触时的压力分布和弹性变形情况。
如图12—1点划线表示半径为R的弹性圆柱与刚性平面在无载荷条件下相互接触的情况。
当施加载荷W以后,两表面相互挤压而产生位移,此时变形后的情况如图12—l中的实线所示。
摩擦学作业
摩擦学的发展对摩擦学提出科学论断的第一位科学家是生活在意大利文艺复兴时代的达芬奇(Leonardo Da Vinci,1452~1519)。
他在对机器的设计中,观察到摩擦的约束本质以及摩擦对螺旋千斤顶及齿轮结构的影响;他通过对处于水平和斜面上两物体的摩擦阻力的测量,认识到摩擦力取决于法向载荷二与名义接触面积无关,并定义摩擦系数是摩擦力与法向载荷之比,其比例系数为1/4,这一研究结果使他成为对摩擦力进行定量研究的第一人。
虽然,该比例系数的具体值与工程实际中的值有一定差距,然而,摩擦力与载荷的这种度量关系为摩擦学的发展奠定了基础。
他在摩擦学方面的另一贡献是认识到了滚动摩擦与滑动摩擦之间的差别,他设计的几种形式的滚动——盘轴承和推力轴承草图,是将摩擦学应用在机械零件设计中最早的典型案例。
1699年,法国物理学家阿芒顿(Amontons)研究了两个平面之间的干摩擦之后,再次发现了上述摩擦理论。
第一,阻止界面滑动的摩擦力与正压力成正比;第二,摩擦力的大小与接触面无关[3]。
这些发现后来被法国物理学家库仑(C.A.Coulomb,1736~1806)修正。
法国科学家库仑(Coulomb)是首位对摩擦进行较为系统研究的科学家。
他可能在材料科学,电工学和磁性学方面的知名度比他在摩擦学领域的高,但他在摩擦学领域的贡献使他的名字与摩擦学紧紧相连,并使他成为18世纪摩擦学领域最具代表性的人物。
为了探讨工况因素对摩擦的影响,他将不同材料,在不同的润滑状态、速度、应力和试验时间(从0.5s到4d)条件下测量其摩擦阻力(对于有些材料,他还考虑了例如湿度、温度和真空等环境因素),并基于测量结果从如下四个方面进行了讨论:①在接触过程中材料与表面层的性质;②表面积的范围;③法向载荷;④接触时间对摩擦的影响。
库仑发现:在大多数情况下,摩擦与载荷成正比而与接触表面无关;黏附对摩擦有影响,但比例非常小。
因此,他建立了摩擦二项式定律:F=A+(W/μ)式中F——摩擦阻力A——常数;W——载荷μ——摩擦系数第一项A反映黏附或黏着分量,第二项(W/μ)反映犁沟或变形分量。
初三物理第十三章重力弹力摩擦力作业(一)(二)
班级:姓名:学号:例1. 一个放在斜面上的物体,其质量为5kg,用力的示意图表示出它受到的重力。
例2:常用测力计可以用来测量拉力和重力,能不能用来测量压力呢?答:能。
在弹簧秤的上端加装一个受力装置即可。
如上图:例3. 下列措施中,为了减小摩擦的是()A. 冰雪天在公路上行驶的汽车,要在车轮上绕铁链B. 手握紧瓶子C. 鞋底上做有凸凹不平的花纹D. 在机器的轴承上加润滑油例4. 以下几种关于摩擦力利弊的说法中,正确的是()A. 机车启动时,机车车轮与钢轨间的摩擦是有益摩擦B. 皮带传动中,皮带与皮带轮之间的摩擦是有害摩擦C. 骑自行车时,自行车车轮与轴之间的摩擦是有益摩擦D. 人走路时,鞋与地面的摩擦是有益摩擦例5. 如上图,A、B两物块叠放在一起,沿水平方向向右做匀速直线运动,物块B所受的拉力F=25N,则物块A受到B的摩擦力为()A. 0NB. 大于0N,小于25NC. 25ND. 都可能解析:常见错误为B,认为A受到B对它的摩擦力,方向向右,但小于25N。
正确的理解为:A随B一起匀速运动,水平方向可能不受力,或受平衡力。
若A受到了B的摩擦力,但找不到其他力与之平衡,因此,这个摩擦力不存在。
答案:A1. 在地球的另一面,站在我们“脚下”的阿根廷人不掉下,是因为他受到____________力的作用的结果。
这个力的施力体是____________。
2. 甲的质量是乙的2倍,则甲所受重力是乙所受重力的__________倍,这是因为_______________。
3. 将10kg的冰全部融化为水,这些水所受重力为__________N。
将这些水带到月球上,其质量为__________kg,受到的重力是__________。
4. 弹簧测力计是利用了弹簧_________的道理做成的。
使用弹簧测力计要首先看清楚它的_________,加在弹簧测力计上的力不允许______________,否则弹簧测力计会损坏。
高一物理寒假作业同步练习题摩擦力含解析
摩擦力摩擦力(1)产生的条件:①相互接触的物体间存在_______;③接触面不光滑;③接触的物体之间有_______或__________,这三点缺一不可. (2)摩擦力的方向:沿接触面切线方向,与________或_______的方向相反,与物体运动的方向可以相同也可以相反。
(3)大小:先判明是何种摩擦力,然后再根据各自的规律去分析求解.①滑动摩擦力大小:利用公式N F=进行计算,其中F N是物体的fμ正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关。
或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解.②静摩擦力大小:静摩擦力大小可在0与f max之间变化,一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解。
【答案】挤压;相对运动;相对运动趋势;相对运动;相对运动趋势一、单选题(本大题共18小题)1。
下列情景中,物体M所受摩擦力f的示意图正确()A。
B。
C. D.【答案】C【解析】依据摩擦力产生的条件:相互接触且发生弹性形变,并有相对运动或相对运动趋势,结合平衡条件,即可判定求解。
考查摩擦力产生的原理,掌握其产生条件的内涵,理解摩擦力类型区别,注意静摩擦力的判定方法。
【解答】A。
物体静止在粗糙水平面上,但没有相对运动或相对运动趋势,则没有摩擦力,故A错误;B.物体虽贴着竖直墙面,但由于自由下落,因此与竖直墙面没有压力,则没有摩擦力,故B 错误;C。
汽车停在斜坡上,由于有下滑趋势,因此受到沿着斜坡上的静摩擦力,故C 正确;D。
瓶子被握在手中处于静止状态,依据平衡条件,则瓶子受到的静摩擦力与重力平衡,方向竖直向上,故D错误.2。
运动员在立定跳远时,脚蹬地起跳瞬间的受力示意图是() A. B. C. D.【答案】A【解析】对运动员受力分析,由此判断得解.本题主要考查受力分析,知道受力分析时的顺序:一般是遵从重力、弹力、摩擦力的顺序,难度不大。
【分析】运动员受到重力,方向竖直向下;弹力,方向竖直向上;和地面给他的摩擦力,方向向前;故A正确,BCD错误。
摩擦力经典中考习题及答案
一.选择题1.关于摩擦力,下列叙述正确的是()A.总是及物体运动方向相反B.总是及物体运动方向一样C.总是阻碍物体运动D.总是阻碍互相接触的物体间的相对运动2.日常生活和消费中,摩擦无时不在,下列现象属于减小摩擦的是()A.汽车的车轮上刻有许多花纹B.写字时,用力握住钢笔C.向生锈的锁芯滴光滑油D.某品牌纯洁水瓶盖上刻有一道道竖直的条纹3.下列实例中,目的是为了减小摩擦的是()A.矿泉水瓶盖上制有许多竖条纹B.骑自行车的人刹车时用力捏C.运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹D.锁头很难翻开时,往锁孔中加些光滑油4.摩擦有利也有弊.下列事例中,属于须要减小的有害摩擦是()A.体操运发动上杠前手上擦一些防滑粉B.写字时,铅笔及作业本的摩擦C.汽油机工作时,活塞及气缸壁的摩擦D.爬杆时,人及杆的摩擦二.填空题5.请在空格中填上适宜的单位:一只公鸡的重量大约为20_________;一包便利面的质量大约为0.1_________;瓶装牛奶的密度大约为1.2_________.6.月球对它外表旁边的物体也有引力,这个力大约是地球地面旁边同一物体引力的.一个连同随身装备共同90kg宇航员,在月球上重约_________N (g=10N/kg),该宇航员从地球到达月球后质量_________(选填“变大”“变小”或“不变”).7.穿行于惊涛骇浪中的冲浪者总是弓着腰,叉着腿,他这样做是为了降低自己的_________,质地匀称、外形规则的物体的几何中心就是它的_________.8.一般状况下,我们把物体重力的作用点称为重心.重心通常是匀称的规则物体的几何中心,例如圆心、长方形对角线的交点.那么如图所示中的不规则物体的重心是点_________(A/B/C/D/E).重垂线可以扶植我们确定重力的方向是_________.9.小明同学用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动.请你在图中画出橡皮所受重力示意图.10.用弹簧测力计拉着重50N的物体在程度桌面上以0.2m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数是6N,物体受到的摩擦力是_________N,如今使物体以0.6m/s的速度做匀速直线运动,则弹簧测力计的示数是_________N.11.在程度面上有一质量为1kg单位长方体.用4N的程度拉力向右拉,长方体静止不动,此时它所受的摩擦力为_________N;拉力增大至6N时长方体做匀速直线运动所受的摩擦力为_________N;若拉力增大至8N时长方体所受的摩擦力为_________N.12.琪琪同学用2N的力沿程度方向推一辆在程度桌面上的小车,小车沿力的方向作匀速直线运动,则小车受到的摩擦力大小是_________N;若仅把程度推力由2N增大为3N后,则小车受到的摩擦力大小将_________(选填“变大”,“变小”或“不变”).她看到家里的书柜门松了,关不紧.她找到一张纸折了几叠后夹在柜门及门框之间,书柜门就关紧了,这主要是通过增加_________的方法增大柜门及门框之间的摩擦力.三.解答题13.在探究“滑动摩擦力的大小及什么因素有关”的试验中:(1)在程度桌面上,用弹簧测力计程度向右拉动木块,使其做_________运动,弹簧测力计的示数如图甲,其数值为_________N,根据_________的学问可知,木块所受的滑动摩擦力就等于弹簧测力计的示数.(2)如图乙小明将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半,他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你以为他在探究过程中存在的问题是_________.(3)在操作(2)的根底上,只利用现有的器材,如何探究“滑动摩擦力的大小是否随接触面积的大小有关”?简要说明你的做法:_________.14.小佳同学利用一只重为2.3N的运动鞋进一步探究“滑动摩擦力及压力大小的定量关系”.(1)如图所示,他用弹簧测力计程度拉着运动鞋在程度桌面上做_________运动,将此时测力计的读数填写在表格空白处.(2)再往鞋子里添加砝码并匀称摆放,变更的是鞋对桌面的_________,重复上述试验步骤进展屡次试验,并将试验数据记录在下表中.试验次数压力F/N 测力计示数/Nl 2.32 3.3 2.63 4.3 3.44 5.3 4.2(3)请根据试验数据在图2中作出运动鞋受到的滑动摩擦力及压力大小关系的图象.(4)分析图象可得结论:_________.(5)若他拉着运动鞋匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,在其他状况不变时鞋受到的滑动摩擦力将_________(选填“变大”、“不变”或“变小”).在接触面粗糙程度一样时,滑动摩擦力及压力大小成正比.15.如图,一物体重20N,现用力F将其压在竖直墙面上,物体处于静止状态,请画出物体所受摩擦力的示意图.16.汽车一次可载质量为1.2t的货物,它需运几次才能把总重量为9.408×104N的砖块运完?(取g=9.8N/kg)参考答案及试题解析一.选择题(共4小题)1.关于摩擦力,下列叙述正确的是()A.总是及物体运动方向相反B.总是及物体运动方向一样C.总是阻碍物体运动D.总是阻碍互相接触的物体间的相对运动考点:摩擦力的方向.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:摩擦力定义是两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力,摩擦力既可以作为动力也可以作为阻力,当摩擦力做为动力时方向和物体的运动方向一样,而做为阻力时方向和物体的运动方向相反.解答:解:摩擦力定义是两个互相接触的物体,当它们要发生或已经发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力,摩擦力既可以作为动力也可以作为阻力,当摩擦力做为动力时方向和物体的运动方向一样,而做为阻力时方向和物体的运动方向相反;但是总是阻碍物体的相对运动,故D正确;ABC错误.故选D.点评:本题目考察了摩擦力的定义以及性质,须要学生将所学学问驾驭扎实敏捷应用.2.(2014•怀化)日常生活和消费中,摩擦无时不在,下列现象属于减小摩擦的是()A.汽车的车轮上刻有许多花纹B.写字时,用力握住钢笔C.向生锈的锁芯滴光滑油D.某品牌纯洁水瓶盖上刻有一道道竖直的条纹考点:增大或减小摩擦的方法.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:摩擦力大小的影响因素:压力的大小和接触面粗糙程度.(1)增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度.(2)减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.解答:解:A、汽车的车轮上刻有许多花纹,是在压力肯定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.不符合题意.B、写字时,用力握住钢笔,是通过增大压力来增大摩擦力.不符合题意.C、向生锈的锁芯滴光滑油,是通过减小接触面的粗糙程度来减小摩擦力.符合题意.D、某品牌纯洁水瓶盖上刻有一道道竖直的条纹,是在压力肯定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力.不符合题意.故选:C.点评:驾驭摩擦力大小的影响因素,增大和减小摩擦力的方法,能用摩擦力的学问说明生活中的问题.3.(2014•百色)下列实例中,目的是为了减小摩擦的是()A.矿泉水瓶盖上制有许多竖条纹B.骑自行车的人刹车时用力捏C.运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹D.锁头很难翻开时,往锁孔中加些光滑油考点:增大或减小摩擦的方法.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:影响摩擦力大小的因素:压力大小和接触面的粗糙程度.增大摩擦力的方法:增大压力,增大接触面的粗糙程度;减小摩擦力的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,使接触面脱离,用滚动代替滑动.摩擦力的大小也及接触面的材料有关.据此分析推断.解答:解:A、矿泉水瓶盖上制有许多竖条纹,是在压力肯定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦力.不符合题意.B、骑自行车的人刹车时用力捏闸,是在接触面的粗糙程度肯定时,增大压力增大摩擦力.不符合题意.C、运动鞋的底部制有凹凸不平的花纹,是在压力肯定时,增大接触面的粗糙程度增大摩擦力.不符合题意.D、锁头很难翻开时,往锁孔中加些光滑油,加光滑油是采纳油膜使接触面分开的方法减小摩擦,符合题意.选D.点评:知道摩擦力大小的影响因素,驾驭增大和减小摩擦力的方法,能利用摩擦力的学问说明生活中有关的问题.4.(2014•贵州)摩擦有利也有弊.下列事例中,属于须要减小的有害摩擦是()A.体操运发动上杠前手上擦一些防滑粉B.写字时,铅笔及作业本的摩擦C.汽油机工作时,活塞及气缸壁的摩擦D.爬杆时,人及杆的摩擦考点:增大或减小摩擦的方法.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:增大摩擦力的方法有:一是增大压力;二是增大接触面积的粗糙程度;削减摩擦力的方法有:一是减小压力;二是减小接触面积的粗糙程度;三是用滚动摩擦代替滑动摩擦;四是使接触面彼此分别(如加光滑油等).解答:解:A、爬杆时,人就依靠人及杆间的摩擦,因此人及杆的摩擦属于有益摩擦,须要增大,不符合题意.B、写字时,留下字迹就是依靠铅笔及作业本间的摩擦,因此铅笔及作业本的摩擦属于有益摩擦,须要增大,不符合题意.C、汽油机工作时,须要克制活塞及气缸壁的摩擦,因此活塞及气缸壁间的摩擦属于有害摩擦,须要减小,符合题意.D、人爬杆时,人及杆的摩擦是有益摩擦,摩擦使人能上升才不易滑下,要增大.不符合题意.故选C.点评:联络日常生活中的实际状况,来考察增大或减小摩擦的方法,表达了物理来源于生活的理念,是中考常见题目.二.填空题(共10小题)5.请在空格中填上适宜的单位:一只公鸡的重量大约为20N;一包便利面的质量大约为0.1kg;瓶装牛奶的密度大约为1.2 g/cm3.考点:重力大小的估测;质量的估测;密度及其特性.专题:估算法.分析:本题根据对质量和密度的单位的驾驭,结合对常见物体的估测实力即可得出答案.解答:解;一般来说公鸡的质量约为2kg,则公鸡的重量约为2kg×10N/kg=20N;便利面的质量约为0.1kg;牛奶的密度约为1.2g/cm3;故答案为:N;kg;g/cm3.点评:估测是一种科学的近似计算,它不仅是一种常用的解题方法和思维方法,而且是一种重要的科学探讨方法,在消费和生活中也有着重要作用.6.(2011•黔东南州)月球对它外表旁边的物体也有引力,这个力大约是地球地面旁边同一物体引力的.一个连同随身装备共同90kg 宇航员,在月球上重约150N (g=10N/kg),该宇航员从地球到达月球后质量不变(选填“变大”“变小”或“不变”).考点:重力的计算;质量及其特性.专题:计算题;应用题.分析:物体中所含物质的多少叫做质量,物体的质量不随形态、状态和位置而变更,物体的重力G=mg,及物体的质量和所在位置的重力加速度相关.解答:解:(1)质量是物体本身的一种属性,只有在所含物质的多少发生变更时才会变更,假如只是变更了位置则质量不会发生变更;(2)月球上物体的重力为G′=G=mg=×90kg×10N/kg=150N.故答案为:150;不变.点评:本题考察了质量的概念及其特性,以及物体在月球上重力的计算,相比照拟简洁,属于根底题.7.穿行于惊涛骇浪中的冲浪者总是弓着腰,叉着腿,他这样做是为了降低自己的重心,质地匀称、外形规则的物体的几何中心就是它的重心.考点:重心.专题:应用题;重力、弹力、摩擦力.分析:物体的重心越低,物体越稳定.物体的重心在物体的几何中心上有两个条件:质地匀称,外形规则.解答:解:穿行于惊涛骇浪中的冲浪者总是弓着腰,叉着腿,他这样做是为了降低自己的重心,使自己的身体更稳定;质地匀称,外形规则的物体的重心在物体的几何中心上.故答案为:重心;重心.点评:质地匀称,外形规则的物体的重心在物体的几何中心上.质地不匀称,外形不规则的物体的重心可以利用悬吊的方法确定重心.物体的重心可以不在物体上.8.一般状况下,我们把物体重力的作用点称为重心.重心通常是匀称的规则物体的几何中心,例如圆心、长方形对角线的交点.那么如图所示中的不规则物体的重心是点E(A/B/C/D/E).重垂线可以扶植我们确定重力的方向是竖直向下.考点:重心;重力的方向.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:(1)重心就是重力的作用点,物体的重心在物体的几何中心上有两个条件:质地匀称,外形规则;(2)外形不规则的物体,可以实行悬挂法找重心,主要步骤是要在物体的不同点上悬挂并画线,最终取交点便是要找的重心;(3)重力的方向是竖直向下的.解答:解:(1)读图可知,A、D两点是悬挂点,沿重垂线画出的两条线会相交于一点,因此该物体的重心是E点;(2)重垂线可以扶植我们确定重力的方向是竖直向下的.故答案为:E;竖直向下.点评:悬挂法是找寻不规则物体的重心的最简便好用的方法,其主要根据了重力的方向是竖直向下,这样可保证重心肯定在每次所画的线上,而两条线的交点便可以确定重心的位置了9.(2014•泰宁县模拟)按要求完成下列作图(1)如图1,车减速前进,画出悬挂在车厢内的物体A所重力的示意图.(2)请画出图2中力F的力臂.考点:重力示意图;力臂的画法.专题:图像综合题.分析:(1)首先要找力的作用点,即重心,从力的作用点起沿重力的方向画一条带箭头的线段,在线段的末尾标上力的大小.(2)过支点作力的作用线的垂线段即可.解答:解:(1)物体的重心在物体的几何中心,重力的方向是竖直向下的,从重心起沿竖直向下的方向,画一条线段,在线段的末尾标上箭头.如图所示:(2)过支点O作垂直于F作用线的垂线段(即力臂L).如下图所示:点评:本题考察了力的示意图的画法和力臂的画法,留意重力的方向是竖直向下的.10.(2012•天门模拟)小明同学用一根细线拴一块橡皮,甩起来,使橡皮绕手做圆周运动.请你在图中画出橡皮所受重力示意图.考点:重力示意图.专题:作图题.分析:橡皮受的重力竖直向下,从橡皮的重心向下作重力的示意图.解答:解:橡皮所受的重力竖直向下,从橡皮的重心向下作重力的示意图,如图所示.点评:物体所受的重力总是竖直向下,及物体的运动状态无关.作重力的示意图时,肯定要留意:方向竖直向下.11.(2014•梧州)用弹簧测力计拉着重50N的物体在程度桌面上以0.2m/s的速度做匀速直线运动,弹簧测力计的示数是6N,物体受到的摩擦力是6N,如今使物体以0.6m/s的速度做匀速直线运动,则弹簧测力计的示数是6N.考点:摩擦力的大小.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:(1)二力平衡的条件:作用在同一物体上的两个力,大小相等、方向相反、作用在同始终线上.处于匀速直线运动状态或静止状态的物体,属于平衡状态,处于平衡状态的物体受到平衡力作用,并且物体所受的合力为零.(2)影响摩擦力大小的因素:压力和接触面的粗糙程度.解答:解:物体以0.2m/s的速度做匀速直线运动,所以物体所受拉力及摩擦力是一对平衡力,f=F=6N.使物体以0.6m/s的速度做匀速直线运动,物体仍处于平衡状态,并且由于物体对程度面的压力和接触面的粗糙程度没变,所以拉力及摩擦力仍是一对平衡力,所以摩擦力仍旧为6N.故答案为:6;6.点评:此题主要考察了二力平衡的条件和影响摩擦力大小的因素,处于平衡状态的物体受平衡力作用.12.(2011•兰州)在程度面上有一质量为1kg单位长方体.用4N的程度拉力向右拉,长方体静止不动,此时它所受的摩擦力为4 N;拉力增大至6N时长方体做匀速直线运动所受的摩擦力为6N;若拉力增大至8N时长方体所受的摩擦力为6N.考点:摩擦力的大小.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:要解决此题,须要驾驭二力平衡条件的应用,知道物体处于静止或匀速直线运动状态的物体受力平衡.知道一对平衡力的大小相等、方向相反、作用在同始终线上.要驾驭影响摩擦力大小的因素,知道摩擦力的大小及压力大小和接触面的粗糙程度有关.解答:解:用4N的程度拉力向右拉,长方体静止不动,所以物体所受的拉力及摩擦力互相平衡,大小相等都为4N.拉力增大至6N时长方体做匀速直线运动,所以物体仍处于平衡状态,受拉力及滑动摩擦力互相平衡,都为6N.若拉力增大至8N时,由于压力大小和接触面的粗糙程度不变,所以所受滑动摩擦力大小不变.仍为6N.故答案为:4;6;6.点评:此题主要考察了二力平衡条件的应用.肯定要留意审题,找出题目中的关键词“静止”或“匀速”.同时考察了影响摩擦力大小的因素,知道滑动摩擦力的大小及压力和接触面的粗糙程度有关,及速度、所受拉力无关.13.根据如图所示的情景,请你提出一个及物理学问有关的问题并答复.问题:是什么力使自行车向前运动的?简答:地面对自行车的摩擦力.考点:摩擦力的大小.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:本题为开放性情景题,主要考察提出问题的实力,但在提出问题时要严密结合所学物理学问,不能脱离图中所供应的情景.解答:解:本题为开放性情景题,可以从运动、惯性、摩擦力等多个方面提出问题.问题:是什么力使自行车向前运动的?简答:地面对自行车的摩擦力.或问题:停顿登车后,车为什么还运动?简答:自行车具有惯性.故答案为:是什么力使自行车向前运动的;地面对自行车的摩擦力.点评:本题的解题关键是所提出的问题必需以图中情景为根底,且及所学物理学问严密联络,不能彼此脱离.14.琪琪同学用2N的力沿程度方向推一辆在程度桌面上的小车,小车沿力的方向作匀速直线运动,则小车受到的摩擦力大小是2 N;若仅把程度推力由2N增大为3N后,则小车受到的摩擦力大小将不变(选填“变大”,“变小”或“不变”).她看到家里的书柜门松了,关不紧.她找到一张纸折了几叠后夹在柜门及门框之间,书柜门就关紧了,这主要是通过增加压力的方法增大柜门及门框之间的摩擦力.考点:摩擦力的大小;增大或减小摩擦的方法.专题:重力、弹力、摩擦力.分析:(1)通过小车的运动状态确定小车的受力状况;再根据二力平衡的条件即可确定摩擦力的大小.(2)根据影响摩擦力大小的因素:压力的大小以及接触面的粗糙程度即可解答.解答:解:∵小车在程度方向上作匀速直线运动;∴小车在程度方向上处于平衡状态,则在程度方向上受的推力和摩擦力是平衡力;∴摩擦力f=F=2N.当程度推力由2N增大为3N后,由于接触面的粗糙程度以及小车对地面的压力大小都不变;∴小车受到的摩擦力大小将不变,仍为2N.家里的书柜门关不紧,用一张纸折了几叠后夹在柜门及门框之间,增加了压力,增大了柜门及门框之间的摩擦力,所以柜门关紧了.故答案为:2;不变;压力.点评:此题重点考察了二力平衡的条件以及影响摩擦力大小的因素;在此题中,对于物体推力增大时,许多同学想当然的认为摩擦力也增大.而没有把握其本质:物体所处的状态.三.解答题(共4小题)15.(2012•铜陵县二模)在探究“滑动摩擦力的大小及什么因素有关”的试验中:(1)在程度桌面上,用弹簧测力计程度向右拉动木块,使其做匀速直线运动,弹簧测力计的示数如图甲,其数值为 2.2N,根据二力平衡的学问可知,木块所受的滑动摩擦力就等于弹簧测力计的示数.(2)如图乙小明将木块沿竖直方向截去一半后,测得木块所受的滑动摩擦力变为原来的一半,他由此得出:滑动摩擦力的大小随接触面积的减小而减小.你以为他在探究过程中存在的问题是没有限制压力一样.(3)在操作(2)的根底上,只利用现有的器材,如何探究“滑动摩擦力的大小是否随接触面积的大小有关”?简要说明你的做法:将截下的一半叠放在另一半上,用弹簧测力计程度向右拉动木块做匀速直线运动,登记弹簧测力计的示数及(1)中的示数比拟.考点:探究摩擦力的大小及什么因素有关的试验.专题:试验题;探究型试验综合题.分析:(1)做匀速直线运动的物体受到的力平衡力,此试验的思路是让木块保持匀速直线运动;利用二力平衡的条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小;弹簧测力计的读数,视察每一个大格和每一个小格代表的示数,从小数字读向大数字.(2)滑动摩擦力的大小及压力的大小和接触面的粗糙程度有关,探究及其中某一个因素的关系时要运用限制变量的思想.(3)要探究滑动摩擦力和接触面积的关系,就要采纳限制变量法限制压力和接触面的粗糙程度肯定.解答:解:(1)用弹簧测力计程度向右拉动木块,使其作匀速直线运动,则木块程度方向上受到拉力和滑动摩擦力的作用,这两个力是一对平衡力,根据二力平衡条件,滑动摩擦力大小等于拉力大小.弹簧测力计的每一个大格代表1N,每一个小格代表0.2N,所以f=F=2.2N.(2)因为滑动摩擦力的大小及压力的大小和接触面的粗糙程度有关,在探讨滑动摩擦力大小跟接触面面积的关系时,应保持压力大小和接触面的粗糙程度不变,小明将木块沿竖直方向截去一半后,虽然接触面的粗糙程度没变,但木块对接触面的压力减小了一半,所以得出了错误的结论.(3)要探究滑动摩擦力的大小和接触面积的关系就要采纳限制变量法限制压力的接触面的粗糙程度肯定.故答案为:(1)匀速直线;2.2;二力平衡;(2)没有限制压力一样;(3)将截下的一半叠放在另一半上,用弹簧测力计程度向右拉动木块做匀速直线运动,登记弹簧测力计的示数及(1)中的示数比拟.点评:能否正确运用限制变量法进展分析试验是解答此题的关键,同时要学会利用二力平衡的条件间接测出摩擦力的方法.16.小佳同学利用一只重为2.3N的运动鞋进一步探究“滑动摩擦力及压力大小的定量关系”.(1)如图所示,他用弹簧测力计程度拉着运动鞋在程度桌面上做匀速直线运动,将此时测力计的读数填写在表格空白处.(2)再往鞋子里添加砝码并匀称摆放,变更的是鞋对桌面的压力,重复上述试验步骤进展屡次试验,并将试验数据记录在下表中.试验次数压力F/N 测力计示数/Nl 2.32 3.3 2.63 4.3 3.44 5.3 4.2(3)请根据试验数据在图2中作出运动鞋受到的滑动摩擦力及压力大小关系的图象.(4)分析图象可得结论:在接触面粗糙程度一样时,滑动摩擦力及压力大小成正比.(5)若他拉着运动鞋匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,在其他状况不变时鞋受到的滑动摩擦力将不变(选填“变大”、“不变”或“变小”).在接触面粗糙程度一样时,滑动摩擦力及压力大小成正比.考点:探究摩擦力的大小及什么因素有关的试验.专题:试验题;探究型试验综合题.分析:(1)为了获得摩擦力的大小,采纳了转换法,当物体做匀速直线运动时,受平衡力,弹簧测力计的拉力及摩擦力相等;看清图中弹簧测力计的分度值,根据指针的位置读数.(2)摩擦力的大小及压力大小和接触面的粗糙程度有关,探讨摩擦力及压力的关系,就应当限制接触面的粗糙程度,变更压力的大小.(3)利用描点法,横坐标对应压力,纵坐标对应摩擦力,绘制出图象.(4)分析图象,根据图象的特点就可以得出相应的结论.(5)摩擦力只及压力和接触面的粗糙程度有关,及物体运动的速度和接触面的大小无关.解答:解:(1)试验过程中为了得到摩擦力的大小采纳了转换法,即:沿程度方向拉动运动鞋做匀速直线运动,此时运动鞋受平衡力,所受滑动摩擦力等于弹簧测力计拉力的大小.图中弹簧测力计的分度值是0.2N,指针指在1N后面第9个小格上,因此读数是1.8N.(2)试验中,不断往鞋子里添加砝码并匀称摆放,变更的是鞋对桌面的压力的大小.(3)图中横坐标对应的是压力,纵坐标对应的是摩擦力,把表中的数据用描点法绘制图象如下:(4)由图象可以看出,摩擦力及压力的关系图象是正比例函数图象,因此可以得出的结论是:在接触面粗糙程度一样时,滑动摩擦力及压力大小成正比.(5)拉着运动鞋匀速前进的速度由0.02m/s变为0.04m/s,运动鞋仍旧做匀速直线运动,受到的压力和接触面的粗糙程度不。
8.3摩擦力练习(备作业)(原卷板)
8.3 摩擦力同步练习一、单选题1.如图所示,木块竖立在小车上,随表面粗糙的小车一起向右做匀速直线运动(不考虑空气阻力)。
下列分析正确的是()A.木块受到小车对它向右的摩擦力B.小车运动速度越大,其惯性也越大C.当小车受到阻力而停下时,木块将向右倾倒D.木块对小车的压力与小车对木块的支持力是一对平衡力2.质量为m的半球沿竖直方向切成质量相等的A、B两部分,在水平力F的作用下紧贴竖直墙壁保持静止状态,如图7所示,则其中物块B受到的摩擦力的大小为()A.0 B.0.5mg C.mg D.F3.如图,在光滑的水平面上叠放着甲、乙两个木块,甲木块用一细绳栓在左边固定的竖直板上,现用F=15N的力把木块乙匀速地抽出,则关于甲、乙两木块所受摩擦力描述正确的是()A.甲为零,乙受向右的15N的力 B.甲和乙都受向右15N的力C.甲和乙都受向左15N的力 D.甲和乙均受力15N,甲受向右的力,乙受向左的力4.为了探究滑动摩擦力,小明同学利用牙刷做实验,当用力匀速拖动牙刷时,刷毛发生了如图所示的弯曲,对这一实验的分析错误的()A.从刷毛弯曲的方向可以判断牙刷受到摩擦力的方向向左B.刷受到的摩擦力作用在刷毛上C.手的拉力和牙刷受到的摩擦力不平衡D.刷毛弯曲越厉害说明牙刷受到的力越大5.某工人为了搬运笨重的机器进入厂房,设计了如图所示的四种方案(机器下方的小圆表示并排放置的圆形钢管的横截面),其中最省力的方案是()A. B. C. D.6.班级大扫除时,小天发现许多现象与摩擦有关,其中减小摩擦的措施是( )A.擦玻璃时把抹布压紧在玻璃上去擦 B.书柜下装有滚轮便于移动位置C.黑板刷的刷面选用更粗糙的材料制成 D.水桶的手柄上刻有凹凸不平的花纹7.如图所示是一种中性墨水笔的笔芯.下列说法中不合理的是()A.使用水笔时,笔中的墨水与油在大气压的作用下向笔尖流动B.笔尾的油能防止墨水的蒸发C.橡皮帽对笔尖有保护作用D.使用水笔时,笔尖上装有滚珠是为了增大摩擦二、填空题8.如图所示,小明将弹簧测力计固定在竖直墙壁上,沿水平方向向左拉动木板,待稳定后读出弹簧测力计示数,木块受到的摩擦力大小______(一定/不一定)等于弹簧测力计示数。
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摩擦作业参考答案与解答
1.相同的光滑半球,半径各为r ,重量各为2
P ,放在摩擦系数21
=f 的水平面
上。
在两半球上放了半径为r 、重为P 的球,如图所示。
求在平衡状态下两半球
球心之间的最大距离b 。
答案:22r b =
2.均质杆AB 斜放于铅垂墙与光滑滑轮间,如图所示。
已知杆与墙之间的摩擦角为ϕ f 。
求平衡时杆长的极大值与极小值。
解:分别考虑A 处将要发生向上和向下运动两种临界状态 。
先考虑A 处将要发生向下滑动的临界状态,受力分析如图(b )所示。
这里用几何法求解,三力应汇交于点D ,根据几何关系有
(1) )
cos(cos )cos( ,2f f ϕθθϕθ−=−==
a
AC AD l AE
又 (2) cos cos f ϕθAD AE AH == 将式(1)代入式(2)解得
)
cos(cos cos 2 f 2f
min ϕθθϕ−=
=a l l
同理,只要改变摩擦力的方向,即可求得
)
cos(cos cos 22
max f f
a l ϕθθϕ+=
本题当然也可用解析法求解,这里不再给出。
3.图示一折梯放置地面上。
折梯两脚与地面的摩擦系数分别为:f A =0.2,f B =0.6。
折梯一边AC 的中点D 上有一重P =500N 的重物。
如果不计折梯的重量,问能否平衡?如果平衡,计算两脚与地面间的摩擦力。
答案:折梯平衡,此时摩擦力 F A S =F B S =72.17N
提示:先假定平衡,在平衡的前提下,摩擦力的计算与一般的约束力的计算相同;然后校核计算出的摩擦力是否满足F S <f s F N 。
4.有人想水平地执持一迭书,他用手在这迭书的两端加一压力F =225N ,如图所示。
如每本书的质量为0.95kg ,手与书之间的摩擦系数为0.45,书与书之间的摩擦系数为0.40。
求可能执书的最大数目。
答案: 本21=n
提示: 应考虑两种情况,一是手与书之间的摩擦力最多能执书的数目;二是最外两本书与其余书之间的最大摩擦力又能执多少本书。
比较两种情况取较小值。
5.个大小相同、重量相等的圆柱迭起如图所示。
求平衡时接触处摩擦系数的最小值。
(滚动摩阻不计)
解:由于对称,圆柱O 2与O 3的受力情况也是对称的,而且不难确定圆柱O 2与O 3的相互作用力为零。
取圆柱O 2为研究对象,考虑各处摩擦力均达临界状态,如图(b ),圆柱O 2与O 1之间的全约束力的作用线应过点B ,由几何关系不难确定全约束力的作用线与法线的夹角为15°,故圆柱O 1与O 2、 O 3之间的最小摩擦角为15°,即圆柱与圆柱之间的最小摩擦因数为
0.268 15tan min min ===o C A f f
再以圆柱O 1为研究对象,如图(c )所示。
由对称性和平衡方程
∑=,0y F 015cos 2=−′P F RA o
o
15cos 2P F RA
=′ 又以圆柱O 2为研究对象,如图(b )。
由 o o o 15tan 215sin 015sin , 0P
F F F F F RA SB SB RA x ==⇒=+−=∑
由
5.1 015cos , 0P F F P F F
NB RA NB y
=⇒=−−=∑o
圆柱与地面之间的最小摩擦因数为
0.0893 15tan 3
1
min min ===
=o NB SB E B F F f f
6.均质杆AB 长l 、重P ,其末端A 用球铰链固定,另一端B 搁在铅垂的墙上如图所示,铰链A 到墙的距离OA =a 。
设杆的端点B 与墙之间的摩擦系数为f s 。
求
图示θ 角多大时,杆的B 端将开始沿墙壁滑动。
解:考虑B 处将要发生滑动的临界状态 ,以杆AB 为研究对象,受力分析如图(b )所示。
由
,0)(=∑′
F M
z 0cos sin 22=−−⋅θθa F a l F S N
考虑到临界状态时有关系N S F f F s =,代入上式解得
2
2
s 1
tan a
l a f −=−θ。