【摩擦力】是物理学中一个重要的概念,主要探讨的是两个物体相互接触时由于相对运动或相对运动趋势产生的阻碍力。摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力,其中静摩擦力发生在物体静止时,防止物体开始滑动;动摩擦力则在物体滑动时起作用,阻碍物体的运动。
在题目的第一道单选题中,提到一个物体被40N的力压在墙壁上,静止状态下的摩擦力等于40N,这是因为静摩擦力会与施加的力相平衡,防止物体滑落。第二道题中,小明握着杆子保持静止时,他受到的静摩擦力f1向上,与重力平衡;当他减小握力滑下时,受到的滑动摩擦力f2仍然向上,但因为不再需要克服静止时的力,所以f1>f2。
第三题考察减小摩擦的方法,例如磁悬浮列车通过让车身和轨道脱离接触,减少摩擦力。第四题中,木块随小车匀速运动时,因为没有相对运动趋势,所以不受摩擦力,当小车停止时,如果木块与小车接触面粗糙,会因静摩擦力而向左倾倒。
第五题,汽车牵引力与速度无关,只取决于汽车克服阻力(包括滚动摩擦和空气阻力等)的需求,因此v1<v2<v3时,牵引力可能相等,即F1=F2=F3。
第六题中,增加接触面的粗糙度、增大压力都是增大摩擦力的例子,而气垫船和润滑剂、滚珠轴承则是减小摩擦力的手段。
第七题,摩擦力的方向不一定与物体运动方向相反,而是与相对运动或相对运动趋势的方向相反;静止的物体可以受到摩擦力,只要存在相对运动的趋势;只有当两个物体相对滑动或试图滑动时,才会产生滑动摩擦力,单纯接触并不一定产生摩擦力。
第八题,自行车轮胎的花纹是为了增大摩擦力,刹车时增大压力也是为了增大摩擦力;脚蹬处的滚珠轴承是为了减小摩擦;前后轮受到的摩擦力方向相反,前轮向后,后轮向前,以保持车辆的稳定行驶。
第九题,当木箱静止时,摩擦力与推力平衡,所以摩擦力等于120N。第十题,自行车骑行时,后轮受到向前的摩擦力推动车辆前进,前轮则受到向后的摩擦力,以便于转弯。
填空题中,涉及到了静摩擦力和滑动摩擦力的计算和理解。例如,当用20N的力按住5N重的物体时,墙受到的压力是20N;当压力减小到10N,物体匀速下滑,摩擦力等于重力,为5N。握住水杯时,静摩擦力与握力平衡,无论握力大小如何变化,摩擦力只与水杯重力平衡,因此不变。在水平桌面上,木块匀速运动时,滑动摩擦力等于拉力,即3N;增大拉力不会改变滑动摩擦力的大小。握持瓶子时,静摩擦力向上,等于瓶子重力,增大握力不会改变静摩擦力大小。箱子未动时,摩擦力等于推力,为6N;当推力增大到10N,箱子匀速运动,滑动摩擦力为10N;推力再增大,摩擦力不变,仍为10N。
实验探究题中,测量滑动摩擦力通常使用弹簧测力计,水平拉动木块,根据二力平衡原理,拉力等于摩擦力。探究摩擦力与压力关系时,需要保持接触面粗糙度不变,改变压力大小。
这些题目涵盖了摩擦力的基本概念、方向、计算以及减小和增大摩擦力的策略,同时也涉及到摩擦力在日常生活中的应用,如自行车、汽车和日常生活中物体的静止与运动情况。理解和掌握摩擦力对于学习物理至关重要,因为它在许多实际问题中起到关键作用。