Question

3．如图所示，在筷子提米的实验中，杯子和米的总质量为500g，筷子质量不计．将筷子竖直插入米中，手用10N的力握住圆柱形的筷子，整个装置呈竖直状态．在空中静止不动；则手和筷子之间的摩擦力的大小5N．若将手的握力增加到20N，则手与筷子之间的摩擦力大小不变 （选填“增大”、“减小”或“不变”）．此时，筷子受到米对它的摩擦力方向是竖直向下．

Answer 1

分析 解答此题先根据璃杯与米的总质量是500g求出其总重力，然后由图可知玻璃杯在空中处于静止状态，那么在此受平衡力的作用，总重力和摩擦力，根据二力平衡条件即可得出答案，在据摩擦力的定义可判断此时摩擦力的方向．

解答 解：
（1）玻璃杯与米受竖直向下的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
用手握住筷子，且玻璃杯与米静止，处于平衡状态，故此时受到的重力和摩擦力是一对平衡力，即这两个力的大小相等，故此时手对筷子的摩擦力等于5N．
如果握力增大到20N，筷子还静止在手里，筷子竖直方向上受到竖直向上的摩擦力和竖直向下的重力作用，这两个力仍是一对平衡力，即大小相等，由于重力不变，所以摩擦力不变．
（2）摩擦力的方向一定与物体运动趋势的方向相反，由于米和杯子由于重力的原因有一个向下的运动趋势，所以此时米受到筷子的摩擦力的方向是竖直向上的，而筷子受到米的摩擦力则是竖直向下的．
故答案为：5；不变；竖直向下．

点评 此题主要考查的是二力平衡条件的应用及平衡力的辨别．二力平衡的条件是作用在同一个物体上的两个力，它们大小相等，方向相反，作用在同一条直线上；应用的前提是物体处于平衡状态．