Question

4．如图所示．重60N的正方体B，静止在粗糙的水平地面上．
（1）如果用F=15N的力水平向右推它，没有推动，则正方体B所受的摩擦力f是多大？
（2）如果水平推力F增加到20N，正方体B刚好做匀速直线运动，此时正方体B所受的滑动摩擦力f大小为多大？
（3）若将水平向右的推力F增加到25N，物体B受到的合力F_合为多大？
（4）如果正方体B的边长为10cm，则物体B的密度是多少？（取g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，物体受平衡力的作用，可根据二力平衡条件判断摩擦力的大小；
（2）若压力大小和接触面的粗糙程度不变，则物体受到的摩擦力不变；
（3）根据合力的知识计算出合力的大小；
（4）已知正方体B的重力，根据公式G=mg求出质量，知道正方体的边长，可以求出正方体的体积；再利用密度公式即可求出物块的密度．

解答 解：
（1）物体处于静止状态，摩擦力与推力平衡，则f=F=15N；
（2）物体处于匀速直线运动状态，摩擦力与推力平衡，则f′=F′=20N；
（3）将水平向右的推力F增加到25N，由于压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变，则F_合=F-f=25N-20N=5N，方向与推力方向相同．
（4）正方体B的质量为：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{60N}{10N/kg}$=6kg；
正方体的体积为：V=L³=（0.1m）³=0.001 m³；
正方体的密度为：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{6kg}{0.001{m}^{3}}$=6×10³ kg/m³．
答：
（1）物体所受的摩擦力f是15N；
（2）物体所受的滑动摩擦力f大小为20N；
（3）物体受到的合力F_合为5N；
（4）物体B的密度为6×10³ kg/m³．

点评 此题通过判断摩擦力的大小，考查了对二力平衡条件的应用，同时考查了合力的计算，涉及到了影响摩擦力的因素，本题同时考查了重力、体积和密度的计算；考查的比较全面，要掌握基础知识并准确地对物体进行受力分析，才能得出正确的结果．