题文
一个人用与水平方向成θ=37°角的斜向下的推力F推一个质量为20kg的木箱,箱子恰能在水平面上以4m/s的速度匀速前进,如图(a)所示,箱子与水平地面间的动摩擦因数为μ=0.50.
(1)试求出推力F的大小;
(2)若在此后某一时刻该人不改变力F的大小,只把力F的方向瞬间变为与水平方向成37°角斜向上,如图(b)所示,则此后经过2s箱子运动多远距离?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)因为木箱做匀速运动,所以水平方向和竖直方向均受力平衡,则由平衡条件得
水平方向:f1=Fcosθ
竖直方向:N1=Fsinθ+mg
又由摩擦力公式f1=μN1
联立以上三式得 F=200N
(2)当F改变方向后,木箱向右做匀加速运动,初速度为v0=4m/s,
由牛顿第二定律可得,Fcosθ-f2=ma
竖直方向处于平衡:N2+Fsinθ=mg
摩擦力公式:f2=μFN2
以上三式联立可得:a=6m/s2
由x=v0t+12at2=(4×2+12×6×22)m=20m
答:
(1)推力F的大小是200N;
(2)此后经过2s箱子运动20m的距离.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“一个人用与水平方向成θ=37°角的斜向下.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:





