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人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力达标测试
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这是一份人教版 (2019)必修 第一册2 摩擦力达标测试,共23页。试卷主要包含了关于摩擦力,下列说法正确的是,2 B,下列有关静摩擦力的说法正确的是等内容,欢迎下载使用。
第三章 相互作用——力
2 摩擦力
基础过关练
题组一 对滑动摩擦力的理解
1.(2021河北巨鹿中学高一月考)关于摩擦力,下列说法正确的是 (易错)
A.滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反
B.静止的物体不可能受到滑动摩擦力
C.滑动摩擦力一定是阻力
D.静摩擦力不可能是动力
2.关于动摩擦因数,下列说法正确的是 ( )
A.两接触面间压力越大,动摩擦因数越大
B.两物体间滑动摩擦力越大,动摩擦因数越大
C.两物体间的动摩擦因数与滑动摩擦力成正比,与两物体间的压力成反比
D.两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的,与滑动摩擦力和正压力的大小无关
题组二 滑动摩擦力的分析与计算
3.(2021天津和平耀华中学高二上期中)重G=20 N的物块,在大小F=10 N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动,则物块与水平面间的动摩擦因数为 ( )
A.0.2 B.0.4 C.0.5 D.0.6
4.(2020浙江杭州源清中学高一上期末)元旦后,持续的中到大雪和北方来的寒流影响,古都南京全城开启冰冻模式,道路积雪积冰严重,市民出行受到影响。质量为3 t的汽车,以40 km/h的速度沿平直公路行驶,已知橡胶轮胎与普通路面间的动摩擦因数为μ1=0.6,与结冰地面间的动摩擦因数为μ2=0.2。当汽车在结冰地面上刹车时,所受的摩擦力大小是(g=10 m/s2)( )
A.3×103 N B.3×104 N
C.6×103 N D.1.8×104 N
5.(2021江苏南通中学高一上期中)(多选)如图所示,一木块重为10 N,在F=4 N的水平拉力作用下向右以1 m/s 的速度沿水平面做匀速直线运动,则下列说法中正确的是 (深度解析)
A.木块与水平面间的动摩擦因数为0.4
B.当木块以2 m/s的速度向右做匀速直线运动时,木块受到的摩擦力大小为4 N
C.当木块以6 m/s的速度向右做匀速直线运动时,它需要的水平拉力大于12 N
D.当用8 N的水平拉力使木块向右运动时,木块受到的摩擦力为8 N
6.(2021广西南宁三中高一上月考)如图所示,一个质量为m的物体A,向其施加一个水平方向的力F,使A沿竖直墙壁匀速下滑,若物体A与墙面间的动摩擦因数为μ,那么物体A与墙面间的摩擦力为(重力加速度为g)( )
A.Ff=μmg 向上 B.Ff=mg 向下
C.Ff=F 向下 D.Ff=μF 向上
题组三 静摩擦力概念的理解及大小的计算
7.下列有关静摩擦力的说法正确的是 ( )
A.同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互平行
B.静摩擦力与压力成正比
C.静摩擦力的方向可能与运动方向垂直
D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反
8.(2019河南郑州高一上期中)下列关于静摩擦力的说法不正确的是 ( )
A.静摩擦力有最大值,说明静摩擦力的值在一定范围内是可变的
B.静止的物体受到的摩擦力一定是静摩擦力
C.物体所受静摩擦力的方向可能与其运动方向相同
D.运动的物体可能受静摩擦力作用
9.(2019山西大学附属中学高一上期中)水平地面上一小孩用向右的水平力推箱子,箱子和地面始终相对静止,如图所示,下列说法中正确的是 ( )
A.箱子受到地面对它水平向右的摩擦力
B.小孩对箱子施加的水平推力是摩擦力
C.小孩水平推力增大时地面对箱子的最大静摩擦力也增大
D.小孩水平推力增大时地面对箱子的静摩擦力也增大
10.(2019浙江杭州六校高一上期中)《中国制造2025》是国家实施强国战略第一个十年行动纲领,智能机器制造是一个重要方向,其中智能机械臂已广泛应用于各个领域。如图所示,一个机械臂将铁夹转到水平位置,然后竖直夹起一个金属小球,小球在空中处于静止状态,铁夹与球接触面保持竖直,则 ( )
A.若增大铁夹对小球的压力,小球受到的摩擦力变大
B.小球受到的摩擦力与重力大小相等
C.若铁夹竖直向上匀速平移,小球受到的摩擦力变大
D.若铁夹水平向左匀速平移,小球受到的摩擦力变大
11.如图所示,静止在水平桌面上的木块在水平方向受到推力F1、F2和摩擦力Ff的作用。已知F1=10 N,F2=2 N,则木块受到的摩擦力大小为 ( )
A.2 N B.10 N C.8 N D.12 N
12.(2019广东湛江一中高一上大考)如图所示,用大小为100 N的握力握住一个重力为40 N的瓶子。瓶子竖直,始终处于静止状态。已知手掌与瓶子间的最大静摩擦力为50 N,则 ( )
A.瓶子受到的摩擦力大小为50 N
B.瓶子受到的摩擦力大小为40 N
C.当握力进一步增大时,瓶子受到的摩擦力将成正比增大
D.当握力持续减小时,瓶子受到的摩擦力大小将持续减小
题组四 静摩擦力的有无及方向判断
13.(2019福建三明三地三校高一上联考)一物块放在固定斜面上,物块处于静止状态,如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.物块不受摩擦力
B.物块受到沿斜面向上的摩擦力
C.物块受到沿斜面向下的摩擦力
D.物块受到水平向右的摩擦力
14.(多选)如图所示,物体A、B叠放在水平地面上,水平力F作用在B上,使二者一起向右做匀速直线运动,下列说法正确的是 ( )
A.A、B之间无摩擦力
B.A受到B的摩擦力水平向左
C.B受到A的摩擦力水平向右
D.地面对B的摩擦力为滑动摩擦力,方向水平向左
题组五 摩擦力的综合分析
15.(2021江苏南通中学高一上期中)下列关于摩擦力的说法中正确的是 ( )
A.摩擦力的大小一定与正压力成正比
B.运动的物体可能受到静摩擦力
C.摩擦力一定是阻力
D.摩擦力一定是动力
16.(2021四川绵阳江油中学高一上月考)(多选)关于弹力和摩擦力,下列说法正确的是 ( )
A.有弹力必有摩擦力
B.有摩擦力必有弹力
C.压力和支持力的方向总是垂直于接触面
D.摩擦力的方向总是与运动方向相反
17.(2021重庆西南大学附中高一上月考)某同学利用图甲所示装置研究摩擦力的变化情况。实验台上固定一个力传感器,通过水平棉线拉住物块,物块放置在粗糙的长木板上。水平向左拉木板,传感器记录的F-t图像如图乙所示,则 ( )
甲
乙
A.实验中必须让木板保持匀速运动
B.图乙中曲线反映了物块所受摩擦力大小随时间的变化关系
C.由乙图知,物块受到的最大静摩擦力大小等于滑动摩擦力大小
D.只用图乙中数据可得出物块与木板间的动摩擦因数
能力提升练
题组一 滑动摩擦力的分析与计算
1.(2021福建福州高一上期中,)如图所示,小明正在擦一块竖直放置的黑板。下列关于擦黑板的几种说法正确的是 ( )
A.黑板擦与黑板间的摩擦力是静摩擦力
B.摩擦力的大小一定与黑板擦的重力成正比
C.压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大
D.若黑板擦不小心脱手,则其在自由下落的过程中也可能把字擦掉
2.(2020山东曲阜一中高一期中,)如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,某一时刻,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动。下列判断正确的是 ( )
A.若v1v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力
3.(2020江苏宿迁沭阳一高高一月考,)冰壶比赛的冰道表面覆盖着特制的微小颗粒,比赛时运动员常在冰壶滑行的前方用冰刷快速擦刷冰面,使冰壶滑得更远。设冰壶与冰面间的动摩擦因数为μ,滑动摩擦力为f,则冰道被擦刷后 ( )
A.μ和f都增大 B.μ和f都减小
C.μ增大,f减小 D.μ减小,f增大
4.(2020山西大学附中高一上期中,)(多选)如图所示,一只猫在桌边猛地将桌布从鱼缸下拉出,鱼缸与桌布分离后继续在桌面滑行,最终没有滑出桌面。若鱼缸、桌布、桌面两两之间的动摩擦因数均相等,则在上述过程中 ( )
A.桌布对鱼缸摩擦力的方向向右
B.桌面对鱼缸摩擦力的方向向右
C.鱼缸所受的摩擦力大小没有变化
D.若猫增大拉力,鱼缸受到桌布的摩擦力将增大
题组二 测定动摩擦因数
5.(2021湖北荆州中学高一上月考,)已知一些材料间的动摩擦因数如下表。质量为1 kg的物块放置于水平面上,现用弹簧测力计沿水平方向匀速拉动此物块时,弹簧测力计的示数为3 N,则两接触面的材料可能是(g取10 N/kg) ( )
材料
钢—钢
木—木
木—金属
木—冰
动摩擦因数
0.25
0.30
0.20
0.03
A.钢—钢 B.木—木
C.木—金属 D.木—冰
6.(2021湖南长郡中学高一上期中,)为了测定木块A和木板B之间的动摩擦因数,某同学设计了一个实验,图甲为其实验装置示意图。该同学在实验中主要操作有:
A.用弹簧测力计测出木块A的重力为G=6.00 N
B.用弹簧测力计测出木板B的重力为G'=9.25 N
C.按图甲所示安装器材,安装过程中用手按住木块和木板
D.松开按住木块和木板的手,让其运动,并即刻读出弹簧测力计的示数
甲
乙
(1)该同学的上述操作中有一个步骤是多余的,有一个步骤存在错误。多余的步骤是 ,存在错误的步骤是 。
(2)按正确方法重新操作,弹簧测力计的示数如图乙所示,读数为 N。
(3)根据该同学的测量数据,可得到木块A和木板B之间的动摩擦因数为 。
7.(2021四川宜宾四中高一上月考,)某同学在做测定木块和木板间的动摩擦因数的实验时,设计了两种实验方案:
方案A:木板水平固定,通过弹簧测力计水平拉动木块,如图(a)所示;
方案B:木块固定,通过细线水平拉动木板,如图(b)所示。
(1)上述两种方案中,你认为更合理的方案是 。
(2)该实验中应测量的物理量是 。
(3)除了实验必需的弹簧测力计、木板、木块、细线外,该同学还准备了质量为200 g的配重若干个。该同学在木块上加放配重,改变木块对木板的正压力(g=10 m/s2),并记录了5组实验数据,如下表所示:
实验次数
1
2
3
4
5
配重(个数)
0
1
2
3
4
弹簧测力计读数/N
0.50
1.00
1.50
1.80
2.50
木块重/N
2
请根据表中的数据在给出的坐标纸上作出木块所受摩擦力和压力的关系图像;由图像可得出木块和木板间的动摩擦因数是 。
题组三 静摩擦力的分析与计算
8.(2020云南腾冲三校期中,)如图所示,杆的上端用细绳吊在天花板上的O点,下端放在水平地面上,且杆都处于静止状态,则地面对杆的摩擦力方向向左的是 ( )
9.(2020湖北枝江一中高一上期中,)如图所示,两块相同的木块被竖直的木板夹住保持静止状态,设每一木块的重力为100 N,则两木块间的摩擦力大小为( )
A.100 N B.50 N C.10 N D.0
10.(2020山东济南一中高一上期中,)如图所示,A、B、C三个物体质量相等,它们与传送带间的动摩擦因数也相同。三个物体随传送带一起匀速运动,运动方向如图中箭头所示。则下列说法正确的是 (易错)
A.A物体受到的摩擦力方向向右
B.三个物体中只有A物体受到的摩擦力是零
C.B受到的摩擦力沿传送带向下
D.B、C受到的摩擦力方向相反
题组四 摩擦力的突变
11.(2021福建永安三中高三上月考,)物体的质量为1 kg,置于水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.2。从t=0时刻开始,物体以一定的初速度v0向右滑行,同时受到一个水平向左的大小恒为F0=1 N的作用力,则反映物体受到的摩擦力f随时间变化的图像是图中的(取向右为正方向,g取10 m/s2,假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力) ( )
12.(2020山东宁阳四中高一上期中,)如图所示,质量为2 kg的物体放在水平地面上,用原长为8 cm的轻弹簧水平拉该物体,当其刚开始运动时,弹簧的长度为11 cm,当弹簧拉着物体匀速前进时,弹簧长度为10.5 cm,已知弹簧的劲度系数为200 N/m,g=10 m/s2。求:深度解析
(1)物体所受的最大静摩擦力大小;
(2)物体所受的滑动摩擦力大小;
(3)物体与地面间的动摩擦因数。
答案全解全析
基础过关练
1.A 滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反,故A正确;静止的物体也可能受到滑动摩擦力,如地面上有物体在滑动时,地面会受到滑动摩擦力,故B错误;摩擦力可以是动力,也可以是阻力,故C、D错误。
易混易错 滑动摩擦力的方向、作用效果的易错点:
(1)滑动摩擦力的方向与“相对运动的方向”相反,并不是与“运动方向”相反。
(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动,而不是阻碍物体的运动,滑动摩擦力可以是动力。
2.D 两物体间的动摩擦因数是由两物体的材料和接触面的粗糙程度决定的,与滑动摩擦力和正压力的大小无关,故选D。
3.C 物块做匀速直线运动,根据二力平衡条件可知摩擦力f=F=10 N,物块对水平面的压力FN=G=20 N,物块与水平面间的动摩擦因数μ=fFN=10N20N=0.5,故C正确。
4.C 当汽车在结冰地面上刹车时,所受的摩擦力大小是Ff=μ2mg=0.2×3×103×10 N=6×103 N,故C正确。
5.AB 重为10 N的木块在F=4 N的水平拉力作用下沿水平面做匀速直线运动,则f=F=4 N、FN=G=10 N,所以木块与水平面间的动摩擦因数μ=fFN=4N10N=0.4,故A正确。木块以不同的速度向右做匀速直线运动时,受到的滑动摩擦力f=4 N不变,拉力F=f=4 N不变,故B正确,C错误。当用8 N的水平拉力使木块向右运动时,木块受到的滑动摩擦力f=μFN=4 N,故D错误。
方法技巧 影响滑动摩擦力大小因素的分析
(1)滑动摩擦力的大小由正压力和动摩擦因数决定,与物体的运动状态、接触面积无关。
(2)动摩擦因数可由μ=FfF压求得,但μ并不是与Ff成正比,与F压成反比,而是等于Ff与F压的比值。
6.D 物体匀速下滑,则其在竖直方向上所受合外力为零,摩擦力方向向上,Ff=mg。滑动摩擦力的大小Ff=μFN,FN=F,则Ff=μF,所以A、B、C错误,D正确。
7.C 同一接触面上的弹力和摩擦力相互垂直,故A错误;静摩擦力的大小与压力无关,故B错误;静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度,故C正确;静摩擦力的方向与物体运动方向无关,但一定与相对运动趋势方向相反,故D错误。
8.B 静摩擦力的最大值叫最大静摩擦力,则静摩擦力在零与最大值之间,故选项A的说法正确;物体正在从粗糙的静止不动的斜面上滑下,物体受到滑动摩擦力,而斜面也受到滑动摩擦力,但斜面却是静止的,故选项B的说法错误;静摩擦力的方向总是与物体相对运动趋势的方向相反,可能与物体运动方向相同,故选项C的说法正确;运动的物体也可能受到静摩擦力,比如汽车在上坡的路面上行驶时,车厢地板上的物体会受到静摩擦力作用,故选项D的说法正确。所以选B。
9.D 箱子受到向右的推力产生向右的运动趋势,则箱子受到地面对它水平向左的摩擦力,故A错误;小孩对箱子施加的水平推力是弹力,故B错误;箱子和地面始终相对静止,推力增大,静摩擦力增大,但最大静摩擦力不变,故C错误,D正确。
10.B 无论是静止状态,还是匀速平移,对小球进行受力分析可知,在竖直方向上小球受到的重力与静摩擦力是一对相互平衡的力,可知静摩擦力与重力大小相等,方向相反,故A、C、D错误,B正确。
11.C 由于F1>F2,木块有向右运动的趋势,所以静摩擦力Ff方向水平向左;又由三力平衡有F1-F2-Ff=0,解得Ff=F1-F2=8 N,故C正确。
12.B 瓶子重力为40 N,处于静止状态,则瓶子受到的摩擦力大小等于重力,即40 N,故A错误,B正确;当握力再增大时,瓶子仍静止,瓶子受到的重力不变,摩擦力不变,故C错误;当握力逐渐减小时,最大静摩擦力减小,但只要瓶子仍处于静止状态,瓶子受到的摩擦力大小不变,故D错误。
13.B 物块相对于斜面有向下滑动的趋势,则物块受到沿斜面向上的静摩擦力,故B正确。
14.AD A、B之间无相对运动或相对运动的趋势,所以A、B之间无摩擦力,故选项A正确,B、C错误;对A、B整体分析,由于A、B一起向右匀速运动,则地面对B的摩擦力为滑动摩擦力,方向水平向左,故选项D正确。
15.B 接触面粗糙程度一定时,滑动摩擦力大小一定与正压力成正比,而静摩擦力的大小与正压力无关,故A错误;两物体一起加速或者减速时可能受到静摩擦力,故B正确;摩擦力阻碍的是相对运动或者相对运动趋势,因此摩擦力可以是动力,也可以是阻力,故C、D错误。
16.BC 产生摩擦力的条件是接触面粗糙、有弹力、有相对运动或者相对运动趋势,故A错误,B正确;弹力的方向总是垂直于接触面,压力和支持力的方向总是垂直于接触面,故C正确;摩擦力的方向总是与相对运动或相对运动趋势方向相反,故D错误。
17.B 实验中力传感器固定不动,物块保持静止,由二力平衡知识可知,力传感器示数即物块受到的摩擦力大小,并不需要保持木板做匀速运动,图乙中曲线反映了物块所受摩擦力大小随时间的变化关系,故A错误,B正确;由图乙可知,开始物块受到棉线的拉力和长木板的静摩擦力而平衡,直到拉力达到10 N左右,即最大静摩擦力约为10 N;之后物块和长木板相对滑动,物块所受的滑动摩擦力和棉线的拉力平衡,由图乙可知滑动摩擦力大小约为7 N,物块受到的最大静摩擦力大小大于滑动摩擦力大小,故C错误;由图乙中数据可得出物块与木板间的滑动摩擦力大小,由Ff=μFN=μmg可知,由于物块的质量m未知,故求不出动摩擦因数,故D错误。
能力提升练
1.C 黑板擦相对黑板滑动,黑板擦与黑板间的摩擦力是滑动摩擦力,故A错误;摩擦力的大小与手压黑板擦的力成正比,与黑板擦的重力无关,故B错误;根据滑动摩擦力公式f=μFN,可知滑动摩擦力与压力成正比,所以压力越大,黑板与黑板擦之间的摩擦力越大,故C正确;若黑板擦不小心脱手,黑板擦对黑板的压力为零,它们之间没有摩擦力,黑板擦在自由下落的过程中不可能把字擦掉,故D错误。
2.B 若v1v2,货物A相对汽车B向左滑动,受到汽车B所施加的向右的滑动摩擦力,汽车B受到货物A所施加的向左的滑动摩擦力,选项C、D错误。
3.B 用冰刷擦刷冰面,使冰壶和冰之间形成一层水膜,由于水的出现冰壶与冰面分开,从而减小了动摩擦因数,进而减小了冰壶受到的滑动摩擦力,故B正确,A、C、D错误。
4.AC 桌布向右拉出时,鱼缸相对于桌布向左运动,故鱼缸受到的摩擦力向右,故A正确;桌面对鱼缸摩擦力的方向向左,故B错误;鱼缸受到的摩擦力为滑动摩擦力,大小与拉力无关,只与压力和动摩擦因数有关,因此增大拉力时,摩擦力不变,故C正确,D错误。
5.B 物块匀速运动时,F=f,滑动摩擦力f=μFN=μmg,联立解得μ=0.3,由表中数据可知两接触面的材料可能为木—木,故A、C、D错误,B正确。
6.答案 (1)B D (2)2.10 (3)0.35
解析 (1)要测量木块A和木板B之间的动摩擦因数,由μ=FfFN,可知需要知道滑动摩擦力的大小和A对B的压力大小,而A对B的压力大小和A的重力相等,所以需要知道A的重力,B的重力没有用,所以不需要知道B的重力,多余的步骤是B;弹簧测力计的示数等于滑动摩擦力的大小,当物体刚开始运动时,示数不稳定,此时读数误差较大,正确的做法应该是:松开按住木块和木板的手,让其运动,待木块静止后读出弹簧测力计的示数,故步骤D错误。
(2)弹簧测力计的读数为2.10 N。
(3)木块A和木板B之间的动摩擦因数μ=FfFN=2.10N6.00N=0.35。
7.答案 (1)B (2)木块的重力、木块和木板间的摩擦力 (3)见解析图 0.25
解析 (1)方案A:利用二力平衡条件,通过弹簧测力计的示数来得到摩擦力的大小,但要控制木块做匀速直线运动,操作较为困难。方案B:无论长木板是否做匀速直线运动,木块都处于平衡状态,拉力等于摩擦力,而且无论拉木板的速度多大,摩擦力都一样,所以容易操作,误差小。故方案B更合理。
(2)根据Ff=μFN得μ=FfFN=FfG,所以要测量木块的重力G、木块和木板间的摩擦力Ff。
(3)如图所示
根据Ff=μFN得μ=FfFN=2.5N10N=0.25。
8.A A图中杆在拉力和重力的作用下有向右的运动趋势,故杆受到地面对其向左的摩擦力;B、C图中杆受到竖直向上的拉力,则杆只受竖直方向上的力,水平方向没有外力作用,故杆不受摩擦力;D图中杆在拉力和重力的作用下,相对地面有向左的运动趋势,故杆受地面对其向右的摩擦力,D错误。
9.D 设每一块木块的重力为mg,两块木板对木块的摩擦力大小均为f1,两块木块之间的摩擦力大小为f2,根据平衡条件,对整体有2f1=2mg,得f1=mg;对A木块有f1+f2=mg,解得f2=0,即两木块间的摩擦力大小为0,故D正确,A、B、C错误。
10.B A物体做水平方向的匀速直线运动,水平方向不受摩擦力,故A错误;B、C物体均有相对传送带向下滑动的趋势,故均受到沿传送带向上的静摩擦力,B正确,C、D错误。
易混易错 静摩擦力与运动的关系辨析
(1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,关键决定于相对另一物体是否保持静止且有相对运动趋势。
(2)静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,即静摩擦力不一定是阻力。静摩擦力的方向与物体运动方向可能相同,也可能相反,还可能成一定夹角。
11.C 物体首先受到滑动摩擦力,大小f=μmg=2 N,方向水平向左,物体做匀减速直线运动,当速度减为0,由于F0=1 N,小于最大静摩擦力的大小2 N,因此物体不会再运动,此时物体受到的摩擦力为静摩擦力,大小等于1 N,方向向右。故选C。
12.答案 (1)6 N (2)5 N (3)0.25
解析 (1)弹簧的长度为11 cm时,弹簧的拉力为
F1=kx1=200×0.03 N=6 N
则最大静摩擦力大小为6 N。
(2)弹簧的长度为10.5 cm时,弹簧的拉力为
F2=kx2=200×0.025 N=5 N
物体匀速前进时,由二力平衡条件可知滑动摩擦力为f=F2=5 N。
(3)物体与地面间的动摩擦因数μ=fFN=fmg=5N2×10N=0.25。
导师点睛 解答本题时应明确以下两点:
(1)最大静摩擦力等于物体刚开始滑动时弹簧的拉力大小。
(2)物体匀速前进时,根据二力平衡条件可知,弹簧的拉力与滑动摩擦力大小相等。
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