题目:
一个物体在水平面上运动,受到一个水平方向的推力,其大小为$F = 3N$,物体的质量为$m = 1kg$,物体与水平面间的动摩擦因数为$\mu = 0.5$。求物体受到的摩擦力大小。
例题:
【例题】
一物体在水平面上运动,受到一个水平方向的推力,其大小为$F = 2N$,物体的质量为$m = 2kg$,物体与水平面间的动摩擦因数为$\mu = 0.4$。求物体受到的摩擦力大小。
【分析】
根据滑动摩擦力公式$f = \mu F_{N}$,其中$F_{N}$为正压力。已知推力大小和物体的质量,可以求出正压力大小。再根据滑动摩擦力公式求出摩擦力大小。
【解答】
物体受到的摩擦力大小为:$f = \mu F_{N} = 0.4 \times 20N = 8N$。
【变式】
如果物体在水平面上运动时受到的摩擦力为滚动摩擦力,已知滚动摩擦力的大小为$f^{\prime} = 2N$,物体的质量为$m^{\prime} = 3kg$,物体与水平面间的动摩擦因数为$\mu^{\prime} = 0.3$。求物体受到的摩擦力大小。
【分析】
根据滚动摩擦力公式$f^{\prime} = \mu^{\prime}G$,其中$G$为重力。已知滚动摩擦力的大小和物体的质量,可以求出重力大小。再根据滑动摩擦力公式求出摩擦力大小。
【解答】
物体受到的摩擦力大小为:$f^{\prime\prime} = \mu^{\prime}G = 0.3 \times 30N = 9N$。
题目:探究影响滑动摩擦力大小的因素
例题:
1. 实验目的:通过实验,探究滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度的关系。
2. 实验器材:弹簧测力计、长木板、毛巾、木块、砝码等。
3. 实验步骤:
a. 用弹簧测力计拉着木块在水平木板上做匀速直线运动,记录测力计的示数F1。
b. 在木块上增加砝码,重复上述实验,记录测力计的示数F2。
c. 将毛巾铺在木板上,重复上述实验,记录测力计的示数F3。
4. 实验数据记录表格(如表所示):
| 序号 | 木块质量(g) | 拉力(N) | 接触面 | 滑动摩擦力(N) |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | 50 | 0.5 | 木板 | F1 |
| 2 | 100 | 0.75 | 木板 | F2 |
| 3 | 200 | 1.5 | 毛巾 | F3 |
根据实验数据,分析滑动摩擦力与压力和接触面的粗糙程度的关系。
分析:根据实验数据,可以发现滑动摩擦力的大小与压力成正比,与接触面的粗糙程度有关。在接触面粗糙程度相同时,压力越大,滑动摩擦力越大;在压力相同时,接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。这是因为滑动摩擦力的大小与接触面的材料、接触面的粗糙程度、正压力等因素有关。
题目:
一个物体在水平地面上做直线运动,受到一个水平方向的拉力。请解释为什么这个物体可能会受到摩擦力的作用?
例题:
问题:摩擦力的大小与哪些因素有关?
解答:摩擦力的大小与两个因素有关,一个是接触面的粗糙程度,另一个是压力的大小。接触面越粗糙,压力越大,摩擦力就越大。
回到题目:
物体在水平地面上做直线运动,受到一个水平方向的拉力,那么这个拉力可能会使物体与地面之间的摩擦力发生变化。如果地面是光滑的,那么物体与地面之间就没有摩擦力;如果地面是粗糙的,那么物体与地面之间的摩擦力就会变大。这是因为粗糙的地面会增加物体与地面之间的摩擦力,而拉力则会使物体加速运动,因此物体需要更大的摩擦力来克服拉力的作用。
此外,摩擦力的大小还与压力的大小有关。当物体对地面的压力越大时,物体与地面之间的摩擦力就会越大。因此,在物体受到拉力的同时,也需要更大的摩擦力来克服拉力的作用。
因此,这个物体可能会受到摩擦力的作用是因为拉力的存在使得物体与地面之间的摩擦力发生变化。同时,摩擦力的大小还与接触面的粗糙程度和压力的大小有关。
