摘要:图119.有5个质量均为m的相同木块.并列地放在水平地面上.如图11所示.已知木块与地面间的动摩擦因数为μ.当木块1受到水平力F的作用时.5个木块同时向右做匀加速运动.求: (1)匀加速运动的加速度. (2)第4块木块所受合力. (3)第4块木块受到第3块木块作用力的大小. 解析:(1)选5个木块组成的系统为研究对象.设每一木块受到的滑动摩擦力为Ff.则系统所受外力的合力是: F合=F-5Ff=F-5μmg 系统的质量是5m.由牛顿第二定律得:F-5μmg=5ma 故系统的加速度是a==-μg 图12 (2)选第4块木块为研究对象.由牛顿第二定律可直接求得合力F4合=ma=-μmg (3)选第4.第5两木块组成的系统为研究的对象.水平受力如图12所示.由牛顿第二定律得:FN34-2Ff=2ma.故第4块木块受到第3块木块的作用力为:FN34=2ma+2Ff=2m(-μg)+2μmg=F 答案:(1)-μg (2)-μmg (3)F 图13
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(1)请你就此人攀着绳子向上而绳却不滑落下来提出一个和摩擦力有关的问题.
(2)小辉同学认为绳在不被拉断的前提下,能够承受的拉力F与绳子缠绕的圈数n会有某种关系,即如果绳子绕树3圈就可让一个质量为30kg的少年攀绳向上而不滑落,那么一个质量为60kg的人要通过此绳向上,绳子所绕圈数n就要大于3.于是他设计并做了实验.实验原理见图,图中每个钩码重为1.96N,在测力器一端施加向下的力,在使钩码静止时,从测力器上获得读数.下表是实验数据的记录.
| 圈数n | 0.5 | 1.5 | 2.5 | 3.5 | 4.5 | 5.5 | ||
| 钩码、 金属棒、 棉线 |
1个 钩码 |
测力计读数/N | 1.111 | 0.344 | 0.153 | 0.059 | 0.057 | 0.057 |
| 摩擦力/N | 0.849 | 1.616 | X | 1.901 | 1.903 | 1.903 | ||
| 2个 钩码 |
测力计读数/N | 2.242 | 0.682 | 0.312 | 0.061 | 0.043 | 0.043 | |
| 摩擦力/N | 1.678 | 3.238 | 3.608 | 3.859 | 3.877 | 3.877 | ||
| 钩码、 塑料棒、棉线 |
1个 钩码 |
测力计读数/N | 0.862 | 0.263 | 0.119 | 0.071 | 0.047 | 0.047 |
| 摩擦力/N | 1.098 | 1.697 | 1.841 | 1.889 | 1.913 | 1.913 | ||
| 2个 钩码 |
测力计读数/N | 1.736 | 0.535 | 0.228 | 0.071 | 0.047 | 0.047 | |
| 摩擦力/N | 2.184 | 3.385 | 3.692 | 3.849 | 3.873 | 3.873 | ||
(b)从以上的数据中你能得出的结论是