以下是一份初中二力平衡的计算题和相关例题:
计算题:
例1:一个重为5N的物体,在水平方向受到1N的拉力时,处于静止状态。此时,物体受到的摩擦力是多少牛?为什么?
解答:物体受到的摩擦力为1N。因为物体处于静止状态时,所受合力为零,水平方向上只受到拉力和摩擦力的作用,所以摩擦力等于拉力。
例2:一个重为20N的物体在动摩擦因数为0.5的水平面上移动了3m,试求拉力在这个过程中对物体所做的功?摩擦力对物体所做的功?
解答:拉力在这个过程中对物体所做的功为18J,摩擦力对物体所做的功为30J。根据功的公式,有:W = Fs cosθ,其中F为拉力,s为位移,cosθ为摩擦力与位移方向的夹角。在本题中,拉力F = 20N,位移s = 3m,摩擦力方向与位移方向相反,所以cosθ = - cos(90° - 54°) = - 0.6。因此,拉力做的功为W1 = Fs cosθ = 20 × 3 × ( - 0.6) = 18J。摩擦力的大小为μmg = 2N,所以摩擦力做的功为W2 = - fs = - 2 × 3 = - 6J。
例3:一个重为5N的物体在动摩擦因数为0.2的水平面上移动了3m,则拉力在这个过程中对物体所做的功为多少?如果物体移动了1m,那么拉力又做了多少功?
解答:根据前面的知识可以知道,当物体在水平面上移动时,拉力所做的功的大小取决于物体的初末速度、物体的质量以及摩擦系数等因素。在本题中,由于物体的初速度和末速度相等,所以拉力做的功的大小只取决于物体的质量和摩擦系数。因此,当物体在水平面上移动了3m时,拉力做的功为W1 = Fs = 5 × 3 = 15J。当物体移动了1m时,由于位移减小了一半,所以拉力做的功也减小了一半,即W2 = Fs' = 5 × 1 = 5J。
相关例题:
(1)一个重为5N的物体在光滑的水平面上向右滑行,受到向右的拉力F的作用,已知物体与地面间的动摩擦因数为0.2,求拉力F的大小和方向。
(2)一个重为20N的物体在动摩擦因数为0.5的水平面上向左运动,已知物体受到向左的拉力F的作用,并使物体做匀速直线运动。试求拉力F的大小和方向。
(3)一个重为5N的木块在水平面上向右滑行时受到向左的推力F的作用和地面的滑动摩擦力的作用。已知木块与地面间的动摩擦因数为0.4,木块在水平面上滑行的最大距离为S=4m。求推力F的大小和方向。
以上题目均涉及到二力平衡的计算问题,同学们在做题时要注意理解题意和分析受力情况,根据题目所给的条件选择合适的公式进行计算。
题目:一物体在两个力的作用下处于静止状态,已知其中一个力的大小为4N,方向水平向北,另一个力的大小为6N,方向与前者相反,求另一个力的方向和大小。
分析:根据二力平衡的条件,两个力必须大小相等、方向相反且作用在一条直线上。因此,可以判断出另一个力的方向为南偏西一定度。由于题目中没有给出两个力的具体角度,因此无法确定另一个力的大小。
解:由于物体处于静止状态,因此两个力必须大小相等、方向相反且作用在一条直线上。已知其中一个力的大小为4N,方向向北,另一个力的大小为6N,且方向向南偏西一定度。因此,另一个力的方向为南偏西37°左右。由于题目中没有给出两个力的具体角度,因此无法确定另一个力的大小。
答案:另一个力的方向为南偏西37°左右,大小约为6N左右。
以下是一份初中二力平衡的计算题和相关例题常见问题:
计算题:
1. 质量为2kg的物体放在水平桌面上,它与桌面间的动摩擦因数为0.2,用与水平方向成30度角斜向上的拉力拉物体,使物体从静止开始运动,拉力为3N,求物体所受的摩擦力的大小和方向。(已知sin30度=0.5,cos30度=0.8)
解:根据二力平衡条件,物体所受摩擦力的大小为
f = Fsin30°= 3N × 0.5 = 1.5N
方向与拉力的方向相反,即水平向左。
2. 一辆小车在平直公路上行驶,它受到的阻力恒为20N。当它以5m/s的速度匀速行驶时,牵引力的大小等于阻力。如果小车以同样的功率开始加速行驶,加速度为0.4m/s^2,求小车能达到的最大速度。
解:当小车匀速行驶时,牵引力大小等于阻力,即F = f = 20N
根据功率公式P = Fv,可得到小车的速度v = P/F = 5m/s
当小车以恒定的功率加速行驶时,根据牛顿第二定律可得:F - f = ma
解得牵引力F = f + ma = 20N + 20N = 40N
当小车达到最大速度时,牵引力等于阻力,即v = P/f = 5m/s
例题:
一架飞机在两城之间飞行,风速为每小时24km。顺风飞行需要2小时50分钟,逆风飞行需要3小时。求无风时飞机的飞行速度。
解:设无风时飞机的飞行速度为xkm/h。
根据题意,得(x+24)×(2+50\60)=(x-24)×3
解得x=840
答:无风时飞机的飞行速度为840km/h。
