一、初二物理综合计算题:摩擦力与牛顿第三定律
题目描述:
小明推着一个重为50N的箱子,箱子与地面之间的动摩擦系数为0.2。小明施加的推力为多少才能使箱子以2m/s²的加速度匀加速前进?
解题步骤:
- 计算摩擦力:
[ f mu cdot N ]
其中,( mu ) 是动摩擦系数,( N ) 是箱子对地面的正压力。
- 确定正压力:
由于箱子处于水平面上,正压力等于箱子的重力。
[ N G 50N ]
- 计算摩擦力:
[ f 0.2 cdot 50N 10N ]
- 应用牛顿第二定律:
[ F - f m cdot a ]
其中,( F ) 是小明施加的推力,( m ) 是箱子的质量,( a ) 是加速度。
- 计算箱子质量:
[ m frac{G}{g} frac{50N}{9.8m/s²} approx 5.1kg ]
- 代入公式计算推力:
[ F f + m cdot a ]
[ F 10N + 5.1kg cdot 2m/s² ]
[ F 10N + 10.2N ]
[ F 20.2N ]
答案:
小明需要施加的推力为20.2N。
二、相关问答
- 问:什么是动摩擦系数?
答: 动摩擦系数是描述两个接触面之间摩擦力大小的一个无量纲数,它反映了两个接触面之间的摩擦特性。
- 问:如何计算摩擦力?
答: 摩擦力可以通过摩擦系数和正压力的乘积来计算。
- 问:牛顿第二定律是什么?
答: 牛顿第二定律表明,物体的加速度与作用在它上面的合外力成正比,与它的质量成反比。
- 问:如何计算物体的质量?
答: 物体的质量可以通过它的重力除以重力加速度来计算。
- 问:加速度的单位是什么?
答: 加速度的单位是米每平方秒(m/s²)。
- 问:如何判断一个物体是匀加速运动还是匀速运动?
答: 如果物体的速度随时间均匀变化,那么它是匀加速运动;如果物体的速度保持不变,那么它是匀速运动。
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