11. (2024 安徽滁州)如图所示,质量为 15 kg 的物体在水平向右拉力 F 的作用下,在水平地面上做匀速直线运动。物体受到的滑动摩擦力 f 的大小为物体所受重力的$\frac {1}{5}$。(g 取 10 N/kg)求:
(1)物体受到的重力 G;
(2)拉力 F 的大小;
(3)当拉力 F 的大小变为 50 N 时,物体受到合力$F_{合}$的大小和方向。

(1)物体受到的重力 G;
(2)拉力 F 的大小;
(3)当拉力 F 的大小变为 50 N 时,物体受到合力$F_{合}$的大小和方向。
答案
【解析】:
(1)根据重力公式$G = mg$(其中$m$为质量,$g$为重力加速度),已知$m = 15kg$,$g = 10N/kg$,则$G=mg = 15kg\times10N/kg = 150N$。
(2)因为物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力$F$与滑动摩擦力$f$是一对平衡力,大小相等。又因为$f=\frac{1}{5}G$,$G = 150N$,所以$f=\frac{1}{5}\times150N = 30N$,则$F = f = 30N$。
(3)当拉力$F'=50N$时,滑动摩擦力$f$的大小只与压力和接触面粗糙程度有关,这两个因素不变,所以$f = 30N$不变。根据合力公式$F_{合}=F'-f$,可得$F_{合}=50N - 30N=20N$,方向与拉力方向相同,即水平向右。
【答案】:
(1)$\boldsymbol{150N}$
(2)$\boldsymbol{30N}$
(3)$\boldsymbol{20N}$,水平向右
(1)根据重力公式$G = mg$(其中$m$为质量,$g$为重力加速度),已知$m = 15kg$,$g = 10N/kg$,则$G=mg = 15kg\times10N/kg = 150N$。
(2)因为物体做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力$F$与滑动摩擦力$f$是一对平衡力,大小相等。又因为$f=\frac{1}{5}G$,$G = 150N$,所以$f=\frac{1}{5}\times150N = 30N$,则$F = f = 30N$。
(3)当拉力$F'=50N$时,滑动摩擦力$f$的大小只与压力和接触面粗糙程度有关,这两个因素不变,所以$f = 30N$不变。根据合力公式$F_{合}=F'-f$,可得$F_{合}=50N - 30N=20N$,方向与拉力方向相同,即水平向右。
【答案】:
(1)$\boldsymbol{150N}$
(2)$\boldsymbol{30N}$
(3)$\boldsymbol{20N}$,水平向右
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