上册物理《摩擦力相关计算》例题

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摩擦力相关计算

一、知识回顾

摩擦力

(1)定义:两个相互接触的物体,当它们发生相对运动时,就产生一种阻碍相对运动的力。

(2)产生条件:A、物体相互接触;B、发生相对运动。

(3)种类:A、滑动摩擦;B、滚动摩擦。

(4)影响它的大小的因素:压力的大小和接触面的粗糙程度。

(5)方向:与物体的相对运动方向相反。

(6)增大有益摩擦的方法:A、增大压力 B、增大接触面的粗糙程度。

(7)减小有害摩擦的方法:

A、减少压力

B.减少接触面的粗糙程度;

C、用滚动摩擦代替滑动摩擦

D、使两接触面分离(加润滑油)。

(8)测量摩擦力方法:用弹簧测力计拉物体做匀速直线运动,摩擦力的大小与弹簧测力计的读数相等。

原理:物体做匀速直线运动时, 物体在水平方向的拉力和摩擦力是一对平衡力。

二、典型例题

例1:一跳伞运动员和伞的总质量为65kg,张开伞后以5m/s的速度竖直匀速下降8秒钟,该运动员运动的距离为__________m,这时运动员(包括伞)受到的阻力为_________N(g取10N/kg ).

分析:伞张开后一段时间,运动员就以5m/s的速度匀速下降,根据公式s=vt可求经过的距离;这时运动员处于平衡状态,平衡状态包括静止和匀速直线运动状态,处于平衡状态的物体一定受到平衡力的作用.所以,运动员一定受到平衡力的作用,这时运动员的受力情况是受到两个力的作用,一是他自身的重力,方向竖直向下,二是伞对他的拉力即阻力,方向竖直向上.根据二力平衡的条件,他们受的阻力应该和他们受的重力相等.

解答:该运动员运动的距离为s=vt=5m/s×8s=40m;

运动员处于平衡状态,所以他受到平衡力的作用即重力和阻力是一对平衡力.阻力和他们所受的重力相等即阻力大小为f=G=mg=65kg×10N/kg=650N.

故答案为:40;650.

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例2:如下图所示,质量为60kg的物体在水平向右的拉力F的作用下,沿水平地面做匀速直线运动,已知地面对它的摩擦力是它本身重力的0.2倍,求:

(1)物体重力的大小;

(2)水平拉力F的大小;

(3)如果置于更粗糙的地面上,摩擦阻力变为本身重力的0.3倍,而人的拉力增大为原来的2倍,则物体在水平方向上受到的合力是多大?方向如何?(g=10N/kg)

分析:根据G=mg首先求出重力.

根据摩擦力和重力是关系求出摩擦力.

在水平桌面上匀速直线运动的物体,水平方向上受到拉力和摩擦力是平衡力.

二力平衡力的条件:大小相等、方向相反、作用在同一条直线上,作用在同一物体上.

再次根据摩擦力和重力关系求出摩擦力,现在的拉力是原来拉力的2倍求出现在的拉力,最后求出合力大小,合力方向和较大力的方向相同.

解答:(1)G=mg=60Kg×10N/Kg=600N.

(2)物体作匀速直线运动,F=f,

∴F=f=0.2G=0.2×600N=120N.

(3)摩擦力f′=0.3G=180N,方向水平向左,

拉力F′=2F=240N,方向水平向右,

∴合力F合=F′-f′=60N,方向水平向右.

答:(1)物体重力的大小600N.

(2)水平拉力F的大小为120N.

(3)如果置于更粗糙的地面上,摩擦阻力变为本身重力的0.3倍,

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例3:(2008·宜宾)如图所示,在探究摩擦力的大小时,将一个重20N的木块放在水平桌面上,桌边定滑轮的摩擦和绳重可以忽略,右边吊盘重1N.当往右盘中放入100g砝码时,木块静止不动,此时木块受到的摩擦力为______N;当右盘中的砝码增加到300g后,木块向右做匀速直线运动,这时木块受到的摩擦力为_______N.(g 取10N/kg).

分析:首先根据砝码的质量求出其重力,即进一步得到木块受到的拉力,然后根据木块所处的运动状态,结合二力平衡的条件即可知道木块所受的摩擦力的大小

解答:(1)根据G=mg=0.1kg×10N/kg=1N,得到砝码的重力,则细线对木块向

右的拉力为2N.

此时的木块处于静止状态,在水平方向上受到平衡力的作用即:细线对木块的拉力与桌面对木块的摩擦力.根据二力平衡的条件条件,这两个力相等.所以摩擦力为2N.

(2)当右盘中的砝码增加到300g后,砝码的重力为:3N,进一步可知木块受到的细线的拉力为4N.

此时的木块处于匀速直线运动状态,在水平方向上受到平衡力的作用即:细线对木块的拉力与桌面对木块的摩擦力.根据二力平衡的条件条件,这两个力相等.

所以摩擦力为4N.

故答案为:2;4

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例4:质量为3kg的物体被10N的水平压力压在竖直的墙上不动,如图所示,则此时物体对墙壁的压力是_____N;若将水平压力减为8N时,物体刚好沿墙壁匀速下滑,则此时物体受到的摩擦力是______N,(g=10N/kg)

分析:(1)因为固体具有能够大小不变的传递力的特性.根据外界对物体的压力,可以确定物体对墙壁的压力.

(2)此时的物体在竖直方向处于平衡状态,受到的墙壁对它竖直向上的摩擦力和重力是一对平衡力,根据二力平衡的条件结合物体可以确定摩擦力与重力大小相等.

根据物体的质量可以求得物体的重力进而得到物体受到的摩擦力.

解答:(1)物体受到10N的向左的水平压力静止不动,由于固体能够大小不变的传递力,所以物体对墙壁的压力也是10N.

(2)物体的质量m=3kg,g=10N/kg,

所以物体受到的重力G=mg=3kg×10N/kg=30N.