静摩擦力和动摩擦力——问题与解答

已解决的牛顿运动定律问题——静摩擦力和动摩擦力

1. 一个物体静止在水平地面上。静摩擦系数为0.4 ,重力加速度为9.8 m/s² 。求:(a)最大静摩擦力;(b)最小静摩擦力。

静摩擦力和动摩擦力——问题与解答 1

解决方案

静摩擦力和动摩擦力——问题与解答 2

已知:

质量(m) = 1 kg

静摩擦系数(μs )= 0.4

重力加速度 (g) = 9.8 m/ s²

重量(w) = mg = (1 kg)(10 m/s² ) = 10 kg m/s² = 10 牛顿

正压力(N)= w = 10 牛顿

招聘:

(a)静摩擦力的最大值;(b)静摩擦力的最小值。

解决方案:

(a)静摩擦力的最大值

f s = μ s N

f s = (0.4)(9.8 N) = 3.92 牛顿

(b) F 的最小力

如果对物体施加力 F 但物体没有移动,则必定存在地面作用于物体的静摩擦力。如果物体开始移动,则静摩擦力被力 F 超过,此时必定存在动摩擦力。当 F 大于最大静摩擦力时,物体开始移动。

因此,最小力 F = 最大静摩擦力 = 3.92 牛顿。

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2. 一个质量为 1 kg 的箱子在力 F 的作用下沿水平面匀速运动。如果动摩擦系数为 0.1,求力 F 的大小。(g = 9.8 m/ s²)

静摩擦力和动摩擦力——问题与解答 3

已知:

动摩擦系数(μk )= 0.1

箱子的质量 (m) = 1 kg

重力加速度 (g) = 9.8 m/ s²

重量 (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 牛顿

正压力(N)= w = 9.8 牛顿

招聘:F

解决方案:

牛顿第一定律指出,如果物体不受任何合力作用,则物体将保持静止状态或沿直线匀速运动状态。

因此,如果物体以恒定速度运动,则合力必然为零(ΣF = 0)。力 F 沿右方向作用于物体,因此动摩擦力沿左方向作用于物体。

∑ F = 0

F – f k = 0

F = f k

动摩擦力:

fk = μk N = (0.1)(9.8 N) = 0.98牛顿

物体以恒定速度运动,F = f k = 0.98 牛顿

[irp]

3. 一个物体沿斜面匀速下滑。求动摩擦系数( μk )。g = 9.8 m/ s²

静摩擦力和动摩擦力——问题与解答 4

解决方案

静摩擦力和动摩擦力——问题与解答 5

w = 重量,w x = 重量的水平分量,沿斜面方向,w y = 重量的垂直分量,垂直于斜面,N = 正压力,f k = 动摩擦力。

已知:

质量 (m) = 1 kg

重力加速度 (g) = 9.8 m/ s²

重量 (w) = mg = (1 kg)(9.8 m/s² ) = 9.8 kg m/s² = 9.8 牛顿

w x = w sin 30 o = (9.8 N)(0.5) = 4.9 牛顿

w y = w cos 30 o = (9.8 N)(0.5) √ 3 = 4.9 √ 3牛顿

正压力(N)= w y = 4.9 √ 3牛顿

求:动摩擦系数(μk )

解决方案:

物体沿斜面匀速下滑,合力为0。

∑ F = 0

w x – f k = 0

w x = f k

w x = μ k N

5 = μ k ( 5 √ 3 )

μk = 5 / 5 √3

μk = 1 / √3

μk = 0.58

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