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例题:
一个质量为m的物体,在水平外力F的作用下,沿水平面做匀速直线运动。已知物体与水平面之间的动摩擦因数为μ,求水平外力F的大小。
分析:
物体在水平外力F的作用下做匀速直线运动,说明物体受到的摩擦力和拉力F是一对平衡力。因此,我们可以根据受力分析得到F的大小。
解答:
根据受力分析,物体受到重力、支持力、摩擦力和拉力F的作用。由于物体做匀速直线运动,所以摩擦力f和拉力F是一对平衡力,即f = F。
由于物体在水平面上运动,所以物体受到的摩擦力为滑动摩擦力,根据动摩擦力的公式 f = μN,可得 N = mg。
将N代入f = μN中,得到 f = μmg。
由于物体受到的拉力F和摩擦力是一对平衡力,所以有 F = f = μmg。
因此,水平外力F的大小为μmg。