2.2 运动与相互作用——摩擦力与受力分析培优练习(4)2026-2027学年浙教版科学八年级上册
2026-10-24
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内容正文:
八上科学第2节 运动与相互作用——摩擦力与受力分析培优练习(4)
考点六、最大静摩擦力和分阶段运动受力分析
例1:摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中。小梦对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。小梦分别对物体在静止状态和运动状态下受摩擦力情况进行了研究,并绘制了图像,如图甲所示。则FA__=__fA ②FB__>__fB。
1.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉水平面上的一个重物,图乙为拉力随时间变化的关系图像,图丙为重物运动速度随时间变化的关系图像。根据图中所给信息可知:
(1)t=4s时,重物所受摩擦力大小为 5.5 N;
(2)t=6s时,所受摩擦力大小为 5.1 N;
(3)t=8s时,物体所受合力为 0.4 N。
(4)当t=8s时,重物所受摩擦力大小为 N。
2.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)当用F=5.3N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为________N。
(2)若用F=5.8N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为________N。
(3)如果要使木块做匀速直线运动,拉力大小为 N,撤去外力的瞬间,木块所受摩擦力大小为_____N。
考点七:图像模型
例1:一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,对木块施加的水平拉力为F,如图甲所示;F的大小与时间t的关系如图乙所示;木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确的是( )
A.t=1s时,木块受到的推力大于摩擦力
B.t在3~6s内,木块受到的摩擦力大小为6N
C.t在6~9s内,木块受到的摩擦力大于4s时的摩擦力
D.t在3~9s内,木块受到的摩擦力大小不变,均为4N
例2:如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动的速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N,物体处于 状态;t=3s时,物体受到的摩擦力为 N,此时物体的运动状态 (选填“改变”或“不改变”)。
例3:图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。
(1)根据图像:请描述0-6秒内整个过程中物体的运动状况________。
(2)t=5秒时,物体受到的摩擦力为________牛顿。
(3)在t=3秒时,物体受到的摩擦力与t=5秒时的摩擦力大小相同.请你解释其与“t=5秒时的摩擦力大小相同”的原因: 。
例4:如图甲所示,一个长方体木块在水平拉力F作用下,在水平桌面上运动,已知拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第7s 时的摩擦力f1等于 N,它与木块在第1s时的摩擦力f2大小关系是: f1 f2(选填“>”、“=”或“<”);如图丁,如果将静止在水平桌面上的木块沿竖直方向切割掉三分之一,则切割前后木块对桌面的压强之比是 。
变式训练:
1.如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力 F 向右拉物体,拉力 F 的大小随时间的变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示,下列说法中,正确的是( )
A.t=1s时,物体受到的摩擦力为2 N
B.t=3s 时,物体受到的摩擦力为6 N
C.2~4s内物体在做匀速直线运动
D.4~6s 内物体运动的路程为18 m
2.(2026温州二中期中)如图甲所示,水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动的距离S与时间t的关系如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.0~2s内物体处在匀速直线运动状态,物体受到的摩擦力为2N
B.2~4s内物体处在变速直线运动状态,物体受到的摩擦力为6N
C.4~6s内物体处在匀速直线运动状态,物体受到的摩擦力为6N
D.6~8s内物体处在变速直线运动状态,物体受到的摩擦力为4N
3.如图甲所示,小黄用水平推力F把木块沿水平地面向前推动。其F-t图像和 v-t图像分别如图乙、丙所示,请回答:
(1)由图像可知,当t=1s时,物体处于 (选填“静止”“加速”或“匀速”)状态。
(2)第10秒末时,突然撤去推力F,由于惯性木块仍将移动一段距离,此时受到的摩擦力为 N。
(3)在整个过程中,木块受到平衡力的时间段有____。
A.0~2s B.2s~6s C.6s~10s D.10s~12s
4.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动的速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N,物体处于 状态;(t=3s时,物体受到的摩擦力为 N,此时物体的运动状态 (选填“改变”或“不改变”)。
5.(2025八年级·衢州月考)如图 1 所示,水平地面上有一块重 600N 的长方体木块,小林用水平推力 F 把木块向前推动,此过程中,推力 F 和木块前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化情况分别如图 2 甲、乙所示。求:
(1)木块在 5~6 秒内,处于________(填“加速”、“减速”或“静止”)状态。此时的摩擦力大小等于________N。
(2)请在图2丙中,画出 0~6s 内木块所受的摩擦力 f 随时间 t 变化的图线。
6.(2026•北仑区校级月考)为节约能源,打造绿色城市,太原市的出租车全部换成了电动出租车,如图所示,一辆质量约为1.2t的电动出租车,在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍。(取g=10N/kg)求出租车在水平路面上匀速行驶时:
(1)出租车受到的支持力大小为多少?
(2)出租车受到的阻力为多少?
(3)出租车的牵引力是多大?
7.(2026秋•江北区校级期中)如图所示,一辆装载钢卷的卡车在4000N的水平牵引力F作用下,以20m/s的速度沿平直的路面向左匀速行驶。已知该卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.1倍,(g取10N/kg)求:
(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小。
(2)卡车和钢卷所受的总重G总的大小。
(3)当卡车卸掉300kg的钢卷后,要使卡车能以30m/s的速度继续匀速直线行驶,需要的水平牵引力为多大?
(4)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,这是为什么?
八上科学第2节 运动与相互作用——摩擦力与受力分析培优练习(4)
考点六、最大静摩擦力和分阶段运动受力分析
例1:摩擦现象广泛存在于人们的生活与生产中。小梦对此很感兴趣,围绕生活中的摩擦现象进行了探究。小梦分别对物体在静止状态和运动状态下受摩擦力情况进行了研究,并绘制了图像,如图甲所示。则FA__=__fA ②FB__>__fB。
1.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉水平面上的一个重物,图乙为拉力随时间变化的关系图像,图丙为重物运动速度随时间变化的关系图像。根据图中所给信息可知:
(1)t=4s时,重物所受摩擦力大小为 5.5 N;
(2)t=6s时,所受摩擦力大小为 5.1 N;
(3)t=8s时,物体所受合力为 0.4 N。
(4)当t=8s时,重物所受摩擦力大小为 N。
答案:(1)5.5;(2)5.1;(3)0.4。(4)5.1
【解答】解:(1)由v﹣t图像可知,第4s时物体处于静止状态,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,
由F﹣t图像,此时拉力的大小为5.5N,即摩擦力的大小为5.5N;
(2)由v﹣t图像可知,第5~7s时物体做匀速直线运动,受到的摩擦力和拉力是一对平衡力,二力大小相等,
由F﹣t图像可知,此段时间拉力的大小为5.1N,则滑动摩擦力的大小为5.1N;
(3)由v﹣t图像可知,第8s时物体做加速运动,受到的摩擦力为滑动摩擦力,
因滑动摩擦力只与接触面的粗糙程度和压力的大小有关,与速度的大小无关,
所以,受到摩擦力的大小为5.1N,
由F﹣t图像知此时的拉力为5.5N,则合力为:F合=5.5N﹣5.1N=0.4N。
故答案为:(1)5.5;(2)5.1;(3)0.4。(4)5.1
2.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)当用F=5.3N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为________N。
(2)若用F=5.8N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为________N。
(3)如果要使木块做匀速直线运动,拉力大小为 N,撤去外力的瞬间,木块所受摩擦力大小为_____N。
【答案】(1)5.3 (2)5.1 (3)5.1 5.1
【解析】我们先根据题意标出图中三个阶段木块的运动情况:0~t1木块静止,t1~t2由静止开始运动,t2后处于匀速直线运动状态。(1)当F=5.3N时,木块是静止的,木块受力平衡,水平方向:拉力F与静摩擦力等大反向,所以静摩擦力大小为5.3N,方向向左。(2)若用5.8N的水平拉力F拉木块,F已超出能让物体保持静止的最大拉力5.5N,木块将由静止开始运动。(3)在第三个阶段,木块做匀速直线运动,水平方向:滑动摩擦力与拉力F仍二力平衡,据图可知滑动摩擦力大小应为5.1N。撤去外力的瞬间,物体仍受滑动摩擦力,将做减速运动。上述两种情况都为非平衡状态,拉力F与滑动摩擦力二力不平衡。但是,由于物体所受的压力及地面的粗糙程度都没变,所以滑动摩擦力仍为5.1N。
考点七:图像模型
例1:一个木块放在粗糙程度相同的水平地面上,对木块施加的水平拉力为F,如图甲所示;F的大小与时间t的关系如图乙所示;木块的运动速度v与时间t的关系如图丙所示。以下说法正确的是( )
A.t=1s时,木块受到的推力大于摩擦力
B.t在3~6s内,木块受到的摩擦力大小为6N
C.t在6~9s内,木块受到的摩擦力大于4s时的摩擦力
D.t在3~9s内,木块受到的摩擦力大小不变,均为4N
【答案】D
【知识点】摩擦力的存在;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】 (1)物体处于静止状态时,受力平衡,所受合力为零;
(2)由图丙判断木块在3~6s内的运动状态;
(3)由图丙判断木块在6~9s内的运动状态,然后结合图乙,根据力与运动关系得出摩擦力大小,再根据摩擦力大小的影响因素判断;
(4)根据摩擦力大小的影响因素判断。
【解答】 A.由图丙可知,木块在t=1s时处于静止状态,木块受到的合力为0。此时受到的推力和摩擦力符合二力平衡条件,是一对平衡力,大小相等,故A错误;
B.由图丙可知,t在3~6s内,木块做加速直线运动,故B错误;
C.由图丙可知,t在6~9s内,木块做速度为1m/s的匀速直线运动。此时木块处于平衡状态,受到的推力和摩擦力符合二力平衡条件,是一对平衡力,大小相等。由图乙知,此时拉力大小为4N,则t在6~9s内,木块受到的摩擦力也为4N。与4s时相比,木块对水平地面的压力不变,接触面的粗糙程度不变,所以木块受到的摩擦力不变,也为4N,即t在6~9s内,木块受到的摩擦力等于4s时的摩擦力,故C错误;
D.由C的分析可知,t在3~9s内,木块受到的摩擦力大小不变,均为4N,故D正确。
故答案为:D
例2:如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动的速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 1 N,物体处于 静止 状态;t=3s时,物体受到的摩擦力为 2 N,此时物体的运动状态 改变 (选填“改变”或“不改变”)。
【解答】解:由v﹣t图像可知,t=1s时物体的速度为0,则物体处于静止状态,物体受力平衡。由F﹣t图像可知,t=1s物体受到的推力为1N,所以物体受到的摩擦力为1N。
由v﹣t可知,在4到6s间,物体做匀速直线运动,所以此时推力和摩擦力平衡,由F﹣t图象知,此时推力为2N,所以摩擦力也等于2N;
因滑动摩擦力的大小与压力的大小、接触面的粗糙程度以及接触面的材料有关,与物体运动的速度无关,所以,t=3s时,虽然物体做变速运动,其受到的滑动摩擦力仍为2N不变。
此时物体做加速运动,所以运动状态改变。
故答案为:1;静止;2;改变。
例3:图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动速度v与时间t的关系如图乙所示。
(1)根据图像:请描述0-6秒内整个过程中物体的运动状况________。
(2)t=5秒时,物体受到的摩擦力为________牛顿。
(3)在t=3秒时,物体受到的摩擦力与t=5秒时的摩擦力大小相同.请你解释其与“t=5秒时的摩擦力大小相同”的原因: 。
【答案】(1)物体0-2秒静止,2-4秒加速运动,4-6秒匀速
(2)2
(3)摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关t=3和t=5秒时压力大小和接触面的粗糙程度没有改变,都相同,所以摩擦力大小也相同
【解析】(1)根据图乙中的右图可知,0-6秒内整个过程中物体的运动状况:物体0-2秒静止,2-4秒加速运动,4-6秒匀速;
(2)根据乙图中的右图可知,t=5s时物体做匀速直线运动,那么它受到的摩擦力与拉力相互平衡。根据乙中的左图可知,t=5s时物体受到的水平推力F=2N,那么物体受到的摩擦力f=F=2N;
(3)在t=3秒时,物体受到的摩擦力与t=5秒时的摩擦力大小相同的原因:摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关。t=3和t=5秒时压力大小和接触面的粗糙程度没有改变,都相同,所以摩擦力大小也相同。
例4:如图甲所示,一个长方体木块在水平拉力F作用下,在水平桌面上运动,已知拉力随时间变化的图像如图乙所示,木块的速度随时间变化的图像如图丙所示,则木块在第7s 时的摩擦力f1等于 N,它与木块在第1s时的摩擦力f2大小关系是: f1 f2(选填“>”、“=”或“<”);如图丁,如果将静止在水平桌面上的木块沿竖直方向切割掉三分之一,则切割前后木块对桌面的压强之比是 。
【答案】3;=;1:1
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素;压强的大小及其计算
【解析】【分析】(1)首先根据丙图中的匀速直线运动状态,利用平衡力的知识计算出木块受到的滑动摩擦力。然后根据影响滑动摩擦力大小因素的知识计算第7s和第1s内受到的摩擦力大小即可;
(2)根据丁图确定剩余部分对桌面的压力和受力面积的变化,根据计算切割前后木块对桌面的压强之比。
【解答】 (1)根据丙图可知,第2~6s时,木块的速度保持不变,即做匀速直线运动,此时它受到平衡力,即它受到的摩擦力与拉力相等,
根据图乙可知,这段时间木材木块受到拉力F=3N,
则此时摩擦力f=F=3N,
第7s时木块作减速运动,但是它对桌面的压力大小和接触面的粗糙程度不变,
则摩擦力大小不变,还是3N;
第1s时摩擦力f2=f=3N,故f1=f2;
(2)根据丁图可知, 将静止在水平桌面上的木块沿竖直方向切割掉三分之一,
则压力和受力面积都变成原来的,
则前后压强之比。
变式训练:
1.如图甲所示,放在粗糙程度不变的水平地面上的物体,用方向不变的力 F 向右拉物体,拉力 F 的大小随时间的变化关系如图乙所示,物体的运动速度随时间的变化关系如图丙所示,下列说法中,正确的是( )
A.t=1s时,物体受到的摩擦力为2 N
B.t=3s 时,物体受到的摩擦力为6 N
C.2~4s内物体在做匀速直线运动
D.4~6s 内物体运动的路程为18 m
【答案】A
【解答】A、由图丙可知,物体在t=1s时处于静止状态,拉力等于摩擦力,由图乙可知此时拉力为2N,所以摩擦力等于2N,故A正确;
B、由图丙可知,物体在t=3s时做加速运动,拉力大于摩擦力,由图乙可知此时拉力为6N,所以摩擦力小于6N,故B错误;
C、由图丙可知,物体在2-4秒时做加速运动,不是匀速直线运动,故C错误;
D、由图丙可知,物体在4-6s做匀速直线运动,物体运动的路程为s=vt=3m/s×2s=6m,故D错误。
故答案为:A。
2.(2026温州二中期中)如图甲所示,水平面上的物体受到水平拉力F的作用,拉力F的大小与时间t的关系如图乙所示,物体运动的距离S与时间t的关系如图丙所示,下列说法正确的是( )
A.0~2s内物体处在匀速直线运动状态,物体受到的摩擦力为2N
B.2~4s内物体处在变速直线运动状态,物体受到的摩擦力为6N
C.4~6s内物体处在匀速直线运动状态,物体受到的摩擦力为6N
D.6~8s内物体处在变速直线运动状态,物体受到的摩擦力为4N
【答案】D
【解析】由图丙可知,0~2s内物体运动的路程始终为0,故处于静止状态;由图丙可知,只有在4~6s内图像是一条倾斜的直线,即4~6s内物体处在匀速直线运动状态,受力平衡,摩擦力大小等于拉力大小,由图乙可知,此时滑动摩擦力大小与压力大小和接触面的粗糙程度有关,压力大小和接触面的粗糙程度不变,滑动摩擦力不变,2~4s和6~8s内物体处在变速直线运动状态,受到的滑动摩擦力也是4N。故选D。
3.如图甲所示,小黄用水平推力F把木块沿水平地面向前推动。其F-t图像和 v-t图像分别如图乙、丙所示,请回答:
(1)由图像可知,当t=1s时,物体处于 (选填“静止”“加速”或“匀速”)状态。
(2)第10秒末时,突然撤去推力F,由于惯性木块仍将移动一段距离,此时受到的摩擦力为 N。
(3)在整个过程中,木块受到平衡力的时间段有____。
A.0~2s B.2s~6s C.6s~10s D.10s~12s
【答案】(1)静止
(2)200
(3)A;C
【知识点】二力平衡的条件及其应用;平衡状态的判断;力与图象的结合;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据丙图确定t=1s时木块的运动状态;
(2)根据丙图中匀速直线运动的时间段,结合乙图确定木块受到的摩擦力,再根据影响滑动摩擦力大小因素的知识判断第10s末受到的滑动摩擦力大小;
(3) 平衡力的条件是物体处于静止或匀速直线运动状态,根据丙图分析判断即可。
【解答】(1) 从图丙(v-t图像)可以看出,在t=1s时,物体的速度为零,说明物体处于静止状态。
(2) 从图乙(F-t图像)可知,在6s~10s期间,推力F=4N,且物体做匀速直线运动(图丙中速度恒定),说明此时摩擦力f与推力F平衡,即f=F=200N。
第10秒末时撤去推力F,木块对接触面的压力和接触面粗糙程度都不变,则木块受到的摩擦力保持不变,因此摩擦力仍为200N。
(3) 从图丙(v-t图像)分析:
0~2s:木块的速度为零,处于静止状态,那么处于平衡状态。
2s~6s:木块处于加速状态,即处于非平衡状态;
6s~10s:木块做匀速直线运动,此时处于平衡状态;
10s~12s:撤去推力后,物体减速运动,处于非平衡状态。
因此平衡力的时间段是2s~6s和6s~10s。
故选AC。
4.如图甲所示,放在水平地面上的物体受到方向不变的水平推力F的作用,F的大小与时间t的关系和物体运动的速度v与时间t的关系如图乙、丙所示。由图像可知,当t=1s时,物体受到的摩擦力为 N,物体处于 状态;(t=3s时,物体受到的摩擦力为 N,此时物体的运动状态 (选填“改变”或“不改变”)。
37.【答案】1;静止;2;改变
【知识点】二力平衡的条件及其应用;影响摩擦力大小的因素
【解析】【分析】(1)根据丙图确定0~2s内物体的速度,进而确定它的运动状态;
(2)根据丙图找到物体做匀速直线运动的时间段,根据平衡力的知识计算出物体受到的滑动摩擦力。然后结合影响滑动摩擦力大小的因素的知识确定t=3s时摩擦力的大小即可。
【解答】 (1)根据丙图可知,在0~2s内,物体的速度为0,则物体处于静止状态;
(2)根据丙图可知,在4~6s内物体做匀速直线运动,此时物体所受到的摩擦力f与推力F是一对平衡力。由乙图可知,在4s~6s内,物体受到的推力F=2N,那么物体所受到的滑动摩擦力f=F=2N;
t=3s时物体做加速运动,即运动状态改变。由于物体间的压力和接触面的粗糙程度都不变,物体受到的滑动摩擦力不变,则t=3s时物体受到的摩擦力仍为2N。
5.(2025八年级·衢州月考)如图 1 所示,水平地面上有一块重 600N 的长方体木块,小林用水平推力 F 把木块向前推动,此过程中,推力 F 和木块前进的速度 v 的大小随时间 t 的变化情况分别如图 2 甲、乙所示。求:
(1)木块在 5~6 秒内,处于________(填“加速”、“减速”或“静止”)状态。此时的摩擦力大小等于________N。
(2)请在图2丙中,画出 0~6s 内木块所受的摩擦力 f 随时间 t 变化的图线。
【答案】(1)减速;200
(2)
【解析】(1)根据乙图判断5~6s内木块的运动状态。木块在3~5s内做匀速直线运动,根据甲图判断这时它受到的推力,然后根据二力平衡计算木块受到的摩擦力;
(2)根据乙图可知,在0~1s内木块处于静止状态,根据二力平衡判断摩擦力的大小;从1~3s时木块作加速运动,3~5s木块做匀速直线运动,5~6s木块做减速运动,这段时间内的滑动摩擦力不变,据此解答。
【解答】(1)根据乙图判断,5~6s内木块的速度越来越小,因此它做减速运动。木块在3~5s内做匀速直线运动,这时它受到的摩擦力等于推力;据甲图可知,3~5s内推力为200N,所以木块受到摩擦力200N;
(2)根据乙图可知,在0~1s内木块处于静止状态,根据二力平衡可知,这时木块受到的静摩擦力等于推力,即100N;从1~3s时木块作加速运动,3~5s木块做匀速直线运动,5~6s木块做减速运动,这段时间内的滑动摩擦力不变,即200N。作图如下:
6.(2026•北仑区校级月考)为节约能源,打造绿色城市,太原市的出租车全部换成了电动出租车,如图所示,一辆质量约为1.2t的电动出租车,在水平公路上匀速行驶时受到的阻力是车重的0.02倍。(取g=10N/kg)求出租车在水平路面上匀速行驶时:
(1)出租车受到的支持力大小为多少?
(2)出租车受到的阻力为多少?
(3)出租车的牵引力是多大?
【答案】见试题解答内容
【分析】(1)知道出租车的质量,利用G=mg求出租车的重力;出租车在水平公路上,公路对出租车的支持力和出租车受到的重力是一对平衡力,据此求支持力;
(2)根据f=0.02G求出租车受到的阻力;
(3)由于出租车在水平公路上匀速行驶,出租车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,据此求牵引力。
【解答】解:
(1)出租车的质量:m=1.2t=1.2×103kg,
出租车的重力:G=mg=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N;
出租车在水平公路上,出租车受到的支持力和重力是一对平衡力,则F支=G=1.2×104N;
(2)由题意可得,出租车受到的阻力:f=0.02G=0.02×1.2×104N=240N,
(3)因为出租车在水平公路上匀速行驶,
所以出租车受到的牵引力和阻力是一对平衡力,则:F牵=f=240N。
答:(1)出租车受到的支持力大小为1.2×104N;
(2)出租车受到的阻力为240N;
(3)出租车的牵引力为240N。
7.(2026秋•江北区校级期中)如图所示,一辆装载钢卷的卡车在4000N的水平牵引力F作用下,以20m/s的速度沿平直的路面向左匀速行驶。已知该卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.1倍,(g取10N/kg)求:
(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小。
(2)卡车和钢卷所受的总重G总的大小。
(3)当卡车卸掉300kg的钢卷后,要使卡车能以30m/s的速度继续匀速直线行驶,需要的水平牵引力为多大?
(4)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,这是为什么?
【答案】(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小为4000N;
(2)卡车和钢卷所受的总重G总的大小为40000N;
(3)需要的水平牵引力为3700N;
(4)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,防止停车时钢卷由于惯性继续向前运动,将驾驶室压坏,出现事故。
【分析】(1)(2)由于卡车在平直的公路上匀速直线行驶,卡车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,利用F=f=0.1G求卡车总重和摩擦阻力f的大小;
(3)卸掉300kg钢卷后,总重力改变,新的阻力变成0.1G′,卡车受到的牵引力与阻力是一对平衡力;
(4)物体保持原来运动状态不变的性质叫做惯性。
【解答】解:(1)由于卡车在平直的公路上匀速直线行驶,卡车受到的牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,方向相反,即f=F=4000N;
(2)卡车受到路面的阻力大小为整辆车总重的0.1倍,即f=0.1G,
则卡车和钢卷所受的总重G总的大小为:
G总40000N;
(3)当卡车卸掉300kg的钢卷后,300kg的钢卷重力G钢=300kg×10N/kg=3000N,
总重力G′=40000N﹣3000N=37000N,新的阻力f′=0.1G′=0.1×12000N=3700N,继续匀速直线运动,
牵引力F′=f′变=3700N;
(4)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,防止停车时钢卷由于惯性继续向前运动,将驾驶室压坏,出现事故。
答:(1)车受到路面的摩擦阻力f的大小为4000N;
(2)卡车和钢卷所受的总重G总的大小为40000N;
(3)需要的水平牵引力为3700N;
(4)在运输钢卷时,通常要用钢丝绳将钢卷固定在车身上,防止停车时钢卷由于惯性继续向前运动,将驾驶室压坏,出现事故。
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