物理:摩擦和法向力
学习MCAT物理考试的概念、例题和解释
例子问题
例子问题1:摩擦力和法向力
一个
在这种情况下，我们必须简单地记住如何计算摩擦力。一旦重力战胜了静摩擦力，物体就会滑动。我们的摩擦力公式是:
这意味着摩擦力等于摩擦系数乘以法向力。在斜面上，法向力等于重力乘以夹角余弦:
我们可以结合我们的公式来给出摩擦力。
利用给定的摩擦系数、质量和角度，我们可以计算出摩擦力。
例子问题2:摩擦力和法向力
当作用在运动物体上的力与动摩擦力相等且相反时，物体会发生什么变化?
它减慢了
它以匀速运动
它加速
它会改变方向
它停止
它以匀速运动
理解静摩擦和动摩擦之间的区别是很重要的。当一个物体静止时，使它开始运动比使它保持运动需要更多的力。如果你与物体静止时产生的静摩擦量相匹配，它就不会移动，因为净力为零;为了启动运动，施加的力必须大于静摩擦。一旦物体开始运动，保持它运动所需的力就会减小。如果你匹配动摩擦的力，物体以匀速运动因为没有合力。力再大一点就会加速，再小一点就会减速。
例子问题3:摩擦力和法向力
一个
木块将向右移动，与施加在它上的力成正比
物体将以匀速向右移动
当物体开始运动时，它会平稳地向右加速
直到弹簧秤读数，石块才会移动
木块会突然向右抽搐，然后停止
木块会突然向右抽搐，然后停止
这是一个确定静摩擦系数的经典实验，
当摩擦力刚刚被克服时，物体就会开始向右移动，但一旦它向右移动，弹簧中的张力就会减小，静摩擦力占上风。因此，木块开始移动，几乎立即停止。
例子问题1:摩擦力和法向力
一个
在这个问题中，作用在物体上的合力为零。我们从牛顿第二定律得知，任何非零力都会产生加速度，从而产生某种运动。由于物体静止不动，我们可以得出合力为零。
作用在木块上的力是重力，向下拉木块，法向力，向上推木块。物体对桌子的力是重力，而桌子对物体的力是法向力。因为只有这两个力作用在物体上，我们可以把它们加起来得到合力。
重新组织这个方程，我们可以使这两个力相等。这是牛顿第三定律的反映。
重力等于物体的质量乘以重力的加速度。
用题目中给出的这些值，我们可以求出法向力，或者桌子作用在物体上的力。
最后的法向力是正的，因为它向上，与重力相反。
例5:摩擦力和法向力
两个孩子在白雪覆盖的小山上玩雪橇。山姆重50公斤，他的雪橇重10公斤。莎莉重40公斤，她的雪橇重12公斤。当他们到达时，他们用靴子爬上山。在50米高的山坡上，莎莉滑了一跤，滚回了山底。山姆继续往上爬，最终莎莉和他一起登上了山顶。
然后他们决定滑下山坡，但在谁先去的问题上产生了分歧。
场景1:
山姆第一个下山，声称他会达到更高的速度。如果萨莉先走，山姆说他们可能会相撞。
场景2:
莎莉第一个下山，声称她会经历更小的摩擦，从而达到更高的速度。莎莉说，如果山姆先走，他们就会相撞。
场景3:
山姆和莎莉不能同意，就用绳子把自己绑起来，一起下去了。
你认为谁会在下山时受到更大的摩擦力?
山姆，因为他走得更快
莎莉，因为她感受不到正常的力量
它们受到的摩擦力是相等的因为两者的摩擦系数是相等的。
山姆，因为他受到了更大的法向力
莎莉，因为她走得比较慢
山姆，因为他受到了更大的法向力
摩擦力可以从下面的方程中得到。
摩擦力=法向力*摩擦力系数
这里的法向力是地球反推给萨姆的力。因此，由于他的质量更大，他将受到更大的法向力和摩擦力。
例子问题6:摩擦力和法向力
两个孩子在白雪覆盖的小山上玩雪橇。山姆重50公斤，他的雪橇重10公斤。莎莉重40公斤，她的雪橇重12公斤。当他们到达时，他们用靴子爬上山。在50米高的山坡上，莎莉滑了一跤，滚回了山底。山姆继续往上爬，最终莎莉和他一起登上了山顶。
然后他们决定滑下山坡，但在谁先去的问题上产生了分歧。
场景1:
山姆第一个下山，声称他会达到更高的速度。如果萨莉先走，山姆说他们可能会相撞。
场景2:
莎莉第一个下山，声称她会经历更小的摩擦，从而达到更高的速度。莎莉说，如果山姆先走，他们就会相撞。
场景3:
山姆和莎莉不能同意，就用绳子把自己绑起来，一起下去了。
当摩擦力作用在运动物体上时，就像山姆下山时一样，__________．
宇宙的熵会减少，因为山姆减速到停止时，运动也会减少
摩擦力可以被完全回收，并用于未来的运动
宇宙中的熵在增加
摩擦力与法向力成反比
摩擦力总是与运动方向相反
宇宙中的熵在增加
这是一个棘手的问题。宇宙的熵增加是因为，即使山姆的运动速度减慢导致局部熵下降，但与地面摩擦产生的热量导致整体熵的净增加。
另一个诱人的选择是摩擦力总是与运动方向相反。摩擦总是与相对运动的方向相反，不一定与物体本身运动的方向相反。
例子问题1:摩擦力和法向力
两个孩子在白雪覆盖的小山上玩雪橇。山姆重50公斤，他的雪橇重10公斤。莎莉重40公斤，她的雪橇重12公斤。当他们到达时，他们用靴子爬上山。在50米高的山坡上，莎莉滑了一跤，滚回了山底。山姆继续往上爬，最终莎莉和他一起登上了山顶。
然后他们决定滑下山坡，但在谁先去的问题上产生了分歧。
场景1:
山姆第一个下山，声称他会达到更高的速度。如果萨莉先走，山姆说他们可能会相撞。
场景2:
莎莉第一个下山，声称她会经历更小的摩擦，从而达到更高的速度。莎莉说，如果山姆先走，他们就会相撞。
场景3:
山姆和莎莉不能同意，就用绳子把自己绑起来，一起下去了。
在山姆开始行动之前，你认为他是什么样的人?
摩擦力只能在物体减速时作用
如果山姆的体重减轻，他下山时就会有更多的摩擦力，因为他会走得更慢
作用在萨姆身上的最大摩擦力在他开始移动之前小于他从山上滑下来之后
作用在萨姆身上的最大摩擦力在他开始移动之前要大于他从山上滑下来之后
只有在山姆运动时，才会有摩擦力作用在他身上
作用在萨姆身上的最大摩擦力在他开始移动之前要大于他从山上滑下来之后
静摩擦比动摩擦产生更大的影响。想象一下，如果你正试图在房间里移动一个沉重的盒子。让它运动需要一些力，但一旦它开始运动，保持它运动所需的力相对较小
例8:摩擦力和法向力
两个孩子在结冰的湖面上玩耍。1号体重50公斤，2号体重38公斤。孩子1的背包重10公斤，孩子2的背包重5公斤。
整个下午，他们发生了多次碰撞。下面描述了四次碰撞。
碰撞1:
儿童1从坡道顶部开始，下降后以5m/s的速度到达湖面，随后滑入静止的儿童2。它们在碰撞后仍然连在一起。
碰撞2:
儿童1和儿童2向同一方向滑动。以10m/s移动的子2滑入以2m/s移动的子1。
碰撞3:
两个孩子在以10m/s的速度向相反方向运动时相撞。
碰撞4:
两个孩子从彼此的背上推下去，开始向完全相反的方向移动。子2以+8m/s的速度移动。
想象一下，上面的碰撞发生在另一个星球上，那里的引力常数正好是地球的一半。与作用在地球上运动物体上的摩擦力相比，这个新行星上的摩擦力将是__________．
更多，因为法向力会减小
更小，因为法向力会增加
更多，因为法向力会增加
同样，因为摩擦系数是物质的函数，与重力无关
更小，因为法向力会减小
更小，因为法向力会减小
虽然指定摩擦系数的材料依赖性的答案选择是正确的，可能是诱人的，摩擦力取决于摩擦系数和法向力。法向力与物体的重量成正比。
问题9:摩擦力和法向力
质量为M的板条箱在无摩擦的水平地板上被力F从x角度向下推动o高于水平。板条箱和地板之间的法向力N的大小是多少?
由于板条箱没有在垂直方向上加速，所以垂直力的和一定是0。换句话说，向下的力的和必须等于向上的力的和。在这种情况下，板条箱上向下的力是重力(Mg)和推力的垂直分量(Fsin(x))。唯一向上作用的力是来自地板的法向力(N)。所以，Mg + Fsin(x) = n，请注意，这个问题说明了力的方向来自水平方向之上，这意味着垂直分量将增加向下的力。
例子问题10:摩擦力和法向力
一个50公斤重的物体放在地面上，向上的加速度为4m/s2．作用在物体上的法向力是多少?
500牛
300牛
700牛
200牛
300牛
物体受到重力的作用，加上向上的加速度
如果物体静止在地面上，那么它的总力必须为零，法向力必须抵消上面的合力。法向力是300N。
