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高中物理知识点例题:牛顿运动定律的应用
题目:
一质量为5kg的物体在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动,已知物体受到的滑动摩擦力为重力的0.2倍,求:
(1)物体受到的支持力和摩擦力;
(2)当该物体以3m/s的速度做匀速直线运动时,物体受到的摩擦力;
(3)当该物体在5m/s的速度下做匀速直线运动时,需要给物体施加多大的推力?
知识点详解:
1. 牛顿第一定律:物体在没有受到外力作用时,总保持静止状态或匀速直线运动状态。
2. 滑动摩擦力公式:f=μN,其中μ为动摩擦因数,N为正压力。
3. 平衡力作用下物体的运动状态不变。
解题过程:
(1)根据重力公式G=mg,可得物体受到的重力为:G=mg=5kg×9.8N/kg=49N。由于物体在水平面上做匀速直线运动,所以物体受到的支持力和重力是一对平衡力,大小相等,故支持力为49N。由于物体受到的滑动摩擦力为重力的0.2倍,所以摩擦力为:f=μN=0.2×49N=9.8N。
(2)当物体以3m/s的速度做匀速直线运动时,由于物体受到的滑动摩擦力不变,所以摩擦力仍为9.8N。
(3)当该物体在5m/s的速度下做匀速直线运动时,由于物体受到的滑动摩擦力不变,所以根据二力平衡可知,推力等于摩擦力,即推力为9.8N。
总结:本题主要考查了平衡力和滑动摩擦力的相关知识。解题的关键是能够根据题意分析出物体受到的力以及各力之间的关系。通过本题的学习,使学生进一步掌握平衡力和滑动摩擦力的相关知识。