物体A受力分析及摩擦力变化
2025/07/16·StepFun can make mistakes, check important info.
我们来分析这道题。
已知条件:
- 物体 A 的质量 m=10kg。
- 弹簧的拉力为 F=5N。
- 小车以加速度 a=1m/s2 向右运动。
- 重力加速度 g=10m/s2。
- 物体 A 最初与小车一起处于静止状态。
分析:
- 小车静止时的受力分析:
- 物体 A 静止,说明它受到的合力为零。
- 弹簧对物体 A 的拉力为 F=5N(水平向右)。
- 物体 A 相对小车没有运动,因此静摩擦力与弹簧的拉力平衡。
- 所以,物体 A 受到的静摩擦力 f1 水平向左,大小为:
f1=5N
-
小车向右以加速度 a=1m/s2 运动时的分析:
- 小车加速运动,物体 A 由于惯性会相对小车向左运动(相对于加速的小车,物体 A 有向左的运动趋势)。
- 此时,物体 A 受到的力包括:
- 水平向右的弹簧拉力 F=5N。
- 水平向右的静摩擦力 f2(因为物体 A 相对小车有向左的趋势,摩擦力方向与相对运动趋势方向相反)。
- 物体 A 的加速度来源于弹簧拉力和摩擦力的合力。
-
对物体 A 应用牛顿第二定律:
- 物体 A 随小车一起加速,加速度为 a=1m/s2 向右。
- 根据牛顿第二定律:
F合=ma
- 合力由弹簧的拉力 F 和摩擦力 f2 提供,且物体 A 的加速度为 1m/s2 向右,因此:
F+f2=ma
5+f2=10×1
5+f2=10
f2=10−5=5N
- 因此,物体 A 受到的摩擦力 f2=5N,方向水平向右。
- 结论分析:
- A. 物体 A 相对小车向右运动:
- 物体 A 相对小车有向左的运动趋势,而不是向右运动。
- 错误。
- B. 物体 A 受到的摩擦力减小:
- 最初静止时,摩擦力 f1=5N,方向向左。
- 小车加速时,摩擦力 f2=5N,方向向右。
- 摩擦力的大小没有减小,只是方向改变了。
- 错误。
- C. 物体 A 受到的摩擦力大小不变:
- 最初摩擦力大小为 5N,加速时摩擦力大小仍为 5N。
- 正确。
- D. 物体 A 受到的弹簧的拉力增大:
- 弹簧的拉力 F=5N 是固定的,没有增大。
- 错误。
最终答案:
\(\boxed{C}\)