高中物理力学题目
如图所示,m=2kg,M=3kg,m和M之间、M和地面之间的动摩擦因数相同,绳子质量和滑轮摩擦忽略不计,作用在M右端的水平拉力F=18N,m、M保持匀速直线运动,求绳子拉...
如图所示,m=2kg,M=3kg,m和M之间、M和地面之间的动摩擦因数相同,绳子质量和滑轮摩擦忽略不计,作用在M右端的水平拉力F=18N,m、M保持匀速直线运动,求绳子拉力T和动摩擦因数μ。
【请问绳子与M之间有什么力?要考虑吗?】 展开
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用隔离法和整体法对M、m进行受力分析时,都要要考虑绳子对M、m的拉力,因为对于M、m系统来说这些拉力是外力。
解:对m受力分析可知受绳子拉力,M对它的摩擦力,二力平衡可得:
T=μmg…①
对M受力分析知其受:受拉力F,向左.绳的拉力T,向右.m对M的摩擦力f1=μmg,向右,地面对M的摩擦力f2=μ(M+m),向右.此四力平衡,由此可得:
F=T+μmg+μ(M+m)…②
即:F=μmg+μmg+μ(M+m)
代入数据为:18=20μ+20μ+50μ
解得:μ=0.2
带入①式得:T=0.2×2×10N=4N
详细具体
解:对m受力分析可知受绳子拉力,M对它的摩擦力,二力平衡可得:
T=μmg…①
对M受力分析知其受:受拉力F,向左.绳的拉力T,向右.m对M的摩擦力f1=μmg,向右,地面对M的摩擦力f2=μ(M+m),向右.此四力平衡,由此可得:
F=T+μmg+μ(M+m)…②
即:F=μmg+μmg+μ(M+m)
代入数据为:18=20μ+20μ+50μ
解得:μ=0.2
带入①式得:T=0.2×2×10N=4N
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首先你受力分析一下,先看M
M水平方向一共受到4个力,分别是向左的F,地面对M向右的摩擦力fM(阻碍相对运动,此处M为角标),m对M向右的摩擦力fm(m为角标,其方向为何向右等会分析),绳子向右的拉力T
再看m,m水平方向一共受两个力,向右的绳子拉力T,以及M对m向左的摩擦力fm(因为匀速直线运动,所以m受力平衡,应该受到向左的摩擦力,那么m对M的就应该向右)
所以列两个方程
F=fm+fM+T
T=fm
18=2gμ+(3+2)gμ+T
T=2gμ
解得μ=0.2
T=4N
M水平方向一共受到4个力,分别是向左的F,地面对M向右的摩擦力fM(阻碍相对运动,此处M为角标),m对M向右的摩擦力fm(m为角标,其方向为何向右等会分析),绳子向右的拉力T
再看m,m水平方向一共受两个力,向右的绳子拉力T,以及M对m向左的摩擦力fm(因为匀速直线运动,所以m受力平衡,应该受到向左的摩擦力,那么m对M的就应该向右)
所以列两个方程
F=fm+fM+T
T=fm
18=2gμ+(3+2)gμ+T
T=2gμ
解得μ=0.2
T=4N
追问
请问在单独分析M时(或单独分析m时),M与m之间的摩擦力不是两倍的,即f=2μN=2μmg=2*μ*2*g=40μ?
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只需要考虑水平方向
M受四个力,F向左,T向右,上表面摩擦力向右,下表面摩擦力向右
m受两个力,T向右,下表面摩擦力向左
F = T+umg+u(m+M)g
T = umg
只有两个未知数T和u
可以解得u = F/(3m+M)g = 0.2
T = Fm/(3m+M) = 4
M受四个力,F向左,T向右,上表面摩擦力向右,下表面摩擦力向右
m受两个力,T向右,下表面摩擦力向左
F = T+umg+u(m+M)g
T = umg
只有两个未知数T和u
可以解得u = F/(3m+M)g = 0.2
T = Fm/(3m+M) = 4
追问
请问在单独分析M时(或单独分析m时),M与m之间的摩擦力不是两倍的,即f=2μN=2μmg=2*μ*2*g=40μ?
谢谢。
追答
摩擦力两倍是怎么得出来的?摩擦力只和u和接触面之间的压力有关,无论单独分析m还是M,摩擦力都是umg不会有两倍的;摩擦力相对两个物体是一对作用力和反作用力,大小相等,方向相反;由于这个两个物体运动方向相反,如果把两个物体看做一个整体的话,这两个力都是阻碍运动的,所以从数值上看有2umg,这是两个力,而不是两倍
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M对绳子有拉力,拉力来自于m对M的摩擦力。
分析时留心摩擦力还有受力平衡
分析时留心摩擦力还有受力平衡
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F=u(3m+M)g
u=0.2
T=umg=4N
u=0.2
T=umg=4N
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