题目
【题目】所受重力为500N的雪橇,在平坦的雪地上用10N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。如果雪橇再载重500N的货物,那么,雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力是多少?
【题目】所受重力为500N的雪橇,在平坦的雪地上用10N的水平拉力恰好可以拉着空雪橇做匀速直线运动。如果雪橇再载重500N的货物,那么,雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力是多少?
题目解答
答案
【解析】【解析】因为雪橇在平坦的雪地上做匀速直线运动,处于平衡状态,所以受到平衡力作用;在水平方向,拉力与摩擦力是一对平衡力,大小相等,即摩擦力f_1=F=10N 。如果雪橇再载重500N的货物,总重力增加一倍,因此雪橇对雪地的压力也增加一倍,而接触面的粗糙程度不变,所以雪橇在该雪地上滑行时受到的摩擦力也增加一倍,故此时的摩擦力f_2=2f_1=2*10N=20N 【答案】20N_°
解析
考查要点:本题主要考查摩擦力的计算,涉及二力平衡条件及影响摩擦力大小的因素。
解题核心思路:
- 二力平衡条件:物体做匀速直线运动时,拉力等于摩擦力。
- 摩擦力公式:摩擦力 $f = \mu N$($\mu$ 为动摩擦因数,$N$ 为正压力)。
- 关键推论:当接触面粗糙程度不变时,摩擦力与正压力成正比。
破题关键点:
- 第一次匀速运动时,拉力 $F = 10\ \text{N}$ 对应摩擦力 $f_1 = 10\ \text{N}$。
- 载货后总重量变为 $1000\ \text{N}$,正压力翻倍,摩擦力也翻倍。
步骤1:分析初始状态
雪橇匀速运动,受平衡力作用。水平方向拉力 $F = 10\ \text{N}$ 与摩擦力 $f_1$ 平衡,故:
$f_1 = F = 10\ \text{N}$
步骤2:分析载货后的状态
载货后总重量为 $500\ \text{N} + 500\ \text{N} = 1000\ \text{N}$,正压力 $N$ 等于总重量,即:
$N_{\text{新}} = 1000\ \text{N}$
接触面粗糙程度不变,动摩擦因数 $\mu$ 不变,因此摩擦力与正压力成正比:
$f_2 = \frac{N_{\text{新}}}{N_{\text{原}}} \cdot f_1 = \frac{1000}{500} \cdot 10\ \text{N} = 20\ \text{N}$