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文檔簡介

第九講簡單機(jī)械

.第1課時杠桿

知識點一:認(rèn)識杠桿

1.定義:在____的作用下,能繞著某個轉(zhuǎn)動的叫杠桿。

2.五要素:、、、、.其中,力臂是指從支點到

的垂直距離。

3.力臂作圖方法:首先找杠桿的,再確定,然后畫出從到的

,垂足要落在力的作用線上,并指明哪個線段是力臂。(力的作用線過支點時力臂為O)

4.杠桿平衡:在幾個力的作用下,如果杠桿處于靜止或勻速轉(zhuǎn)動狀態(tài)則杠桿平衡。

杠桿的平衡條件是,用字母表示為O

知識點二:杠桿的分類和應(yīng)用

1.省力杠桿:的杠桿。

特點:___________但_______________________?

舉例:如(至少填三種)。

2.費(fèi)力杠桿:的杠桿。

特點:___________但_______________________o

舉例:如(至少填三種)。

3.等臂杠桿:的杠桿。

特點:即不___________也不o

舉例:如。

知識點三:杠桿最省力的情況分析

根據(jù)杠桿的平衡條件可以看出:當(dāng)作用在杠桿上的阻力和阻力臂一定時,動力臂越,使杠

桿平衡所用動力越_________,也就是說當(dāng)_______________________時用的動力就最小。為了使動力

臂最長,施加的動力必須具備兩個條件:

(1)動力的作用點在杠桿上距支點最處;

(2)動力方向應(yīng)________于支點和動力作用點的連線。如下圖所示時作用在杠桿上的動力是最小的。

考點一:杠桿

例1.關(guān)于杠桿,下列說法中正確的是()

A.從支點到力的作用點的距離稱為力臂

B.作用在杠桿上的動力和阻力,方向有可能是相同的

C.支點總是處在動力作用點和阻力作用點之間的某一位置

D.人們在生產(chǎn)勞動中使用杠桿的目的都是為了省力

例2.下列作圖中,關(guān)于力和力臂正確的是()

加3.J(n圖所示融枉在使過程心.屬壬費(fèi)力杠枉的是<_一)__________________________________!

產(chǎn)式一】如圖是杠桿原理在生活中的應(yīng)用,能省距離的是()

iA.>一■用天平測質(zhì)量B.■■鏟■用撬棒撬石頭

C.人1少用核桃夾子夾核桃D.用筷子夾食物

,變式二】如圖所示是指甲剪的示意圖,F(xiàn)是剪指甲時施加的一個力,則關(guān)于指甲剪的下列說法

正確的是()

A.指甲剪只由一個杠桿組成

iB.指甲剪由兩個杠桿組成

C.對杠桿ABC,若以B為支點,則動力臂是L

xD.對杠桿ABC,若以B為支點,則動力臂是BC

例4.利用如圖所示的杠桿將一桶淡水從地面轉(zhuǎn)移到船上(杠桿始終保持水平)。掛在A端的的桶重

100N,內(nèi)部底面積為600cm"桶內(nèi)裝有800N的水,水深1m。重600N的工作人員用繩子豎直拉住

B端,工作人員的腳與地面的接觸面積300cm叱04:08=1:3。下列計算結(jié)果錯送的是()

A.水對桶底的壓強(qiáng)為1.0x10"Pa

B.水對桶底的壓力為600N

C.人對地面的壓力為375N

D.人對地面的壓強(qiáng)為1.0xl04Pa

「1變W礪箍運(yùn)幕瀛癡絳,窣箱而南壺總益JG=1000N,工工灌施至相至M3尸彘而二

獨輪車的有關(guān)尺寸如圖所示。下列說法不正確的是()

A.提起車把手時獨輪車是一個省力杠桿,支點在車輪的轉(zhuǎn)軸處

B.工人緩慢提起車把手的力尸大小為300N

C.動力臂是

D.人手在車把手上后移一點會更省力

例5.如圖所示,杠桿在水平位置平衡。下列操作仍能讓杠桿在水平位置保持平衡的是()

A.兩側(cè)鉤碼同時向外移一格

B.左側(cè)增加一個鉤碼,右側(cè)鉤碼向外移一格

C.兩側(cè)鉤碼同時向內(nèi)移一格

D.在兩側(cè)鉤碼下方,同時加掛一個相同的鉤碼

「【變?nèi)サZ五函蒜二花拜王務(wù)麗矗著夫天而示酋,3襄寶玉永垂笈的福「五演

重不計。如果兩人同時以大小相等的速度向支點移動。則杠桿將()

iA.不能平衡,小孩那端下沉

!B.不能平衡,大人那端下沉

I

ic.仍能平衡

i.D.條件不夠,無法判斷

例6.如圖所示,要使杠桿平衡,在A點作用的力分別為B、F2、F3,則()

A.力Fi最小

B.力F2最小

C.力F3最小

D.三個力一樣大

[儂式題]方畫而茄的衽稈幣「萬是支瓦”茬下端掛二不童就“萋倒詔率褊;至茬,了端加二、\

'個力,下列說法中正確的是()

I

iA.在水平方向施加的力B最小

B.在豎直方向施加的力人最小

C.在與0A垂直方向上施加的力月最小

1、D.三個方向施加的力都一樣大

例7.如圖,輕質(zhì)杠桿0A中點通過細(xì)線懸掛一個重力為60N的物體,在A端施加一豎直向上的力

F,杠桿在水平位置平衡,下列有關(guān)說法正確的是()

A.使杠桿逆時針轉(zhuǎn)動的力是物體的重力

B.此杠桿為費(fèi)力杠桿

C.杠桿處于水平位置平衡時拉力F的大小為30N

D.保持F的方向豎直向上不變,將杠桿從A位置勻速提升到B位置的過程中,力F將增大

:【變云麗后j麗丁二疝贏面?福S萬葵0謁后而嬴丁看泵隔云褊拓二不瀛金疊、

,桿的作用力F,使桿從。A位置勻速轉(zhuǎn)到。B位置的過程中,力F的大小將()

A.一直是變大的

:B.一直是變小的

C.先變大,后變小

D.先變小,后變大

例8.根據(jù)要求作圖;

(1)如甲圖所示,輕桿08以。點為軸靜止,請畫出動力臂

(1)如乙圖所示,0為杠桿的支點,杠桿在力已、入作用下處于平衡狀態(tài),上為F2的力臂。請在圖

中作出B的力臂力及力尸2。

(1)如丙圖所示,是一輕質(zhì)杠桿,。是支點,O8=AC,為了使杠桿在此位置平衡,請畫出所施加

(2)如圖乙所示,杠桿上的刻度均勻,在A點掛3個鉤碼,要使杠桿在水平位置平衡,應(yīng)在B點掛

個相同的鉤碼;當(dāng)杠桿平衡后,將A、B兩點下方所掛的鉤碼同時朝遠(yuǎn)離支點O方向移動一小格,

則杠桿(選“順時針”或“逆時針”)轉(zhuǎn)動。

(3)如圖乙所示,杠桿調(diào)節(jié)平衡后,在A處懸掛3個鉤碼,每個鉤碼重。如果在8處施加一個拉力

使杠桿在水平位置再次平衡,當(dāng)方向為時,拉力最小,大小為N;

(4)課后,小明制作了一個簡易杠桿,調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡,然后在它兩邊恰當(dāng)位置分別放上

不同數(shù)量的同種硬幣,使其在水平位置再次平衡,如圖丙所示,則力臂44=。若兩邊同

時各取走一枚硬幣,則杠桿的_______端將下沉。

【課堂習(xí)題】

1.下列關(guān)于力臂的說法,正確的是()

A.力臂是從力的作用點到支點的距離B.力臂一定在杠桿上

C.力皆是從支點到力的作用線的距離D.動力臂一定比阻力臂大

2.如圖所示是我國空間站的機(jī)械臂,它類似于人的手臂,可以省距離。

下列工具使用時與機(jī)械臂屬同類型杠桿的是()

A.、用鋼絲鉗剪鋼絲B.用船槳劃龍舟

C.D用獨輪車運(yùn)石專頭D.二用食品火夾食物

3.如圖所示,。為杠桿的支點,杠桿受到的阻力為外,則撬動這塊大石頭所需的最小作用力B,及

動力臂//表示正確的是()

4.在探究“杠桿平衡條件”實驗中,杠桿在彈簧拉力尸作用下水平平衡,如圖所示。僅將彈簧測力計

繞B點從。位置轉(zhuǎn)動到人位置過程中,杠桿始終保持水平平衡,則拉力F變化情況是()

A.一直不變

B.一直變大

C.先變大后變小

D.先變小后變大

5.如圖所示,0為杠桿的支點,在A點掛一重物,圖中力Fi、F2、F3、

F4能使杠桿在水平位置平衡的最小拉力是()

A.FiB.F2

C.F3D.F4

6.作圖題。(1)畫出左圖中鯽刀工作時匕和工的力臂人和4。

(2)如右圖所示,輕質(zhì)杠桿可繞。點轉(zhuǎn)動,杠桿上吊一重物,在動力尸作用下,杠桿靜止在水平位

置。圖中的//為動力F的力臂,請作出動力尸示意圖和阻力臂以

【課后習(xí)題】

7.園藝師傅使1修剪樹枝時,樹枝盡量往剪刀軸0處靠近,這樣做的目的是()

A.增大阻;?力的距離

B.減小動方/的距離

C.增大動力臂,省力

D.減小阻力臂,省力

8.如圖所示,OA=lm,0B=,物體重力G=300N,拉力F與杠桿0A成30。角,杠桿在拉力F的作

用下始終在水平位置靜止,杠桿自身重力忽略不計,則下列說法正確的是()

A.力F的力臂為0.8m

B.拉力F的大小為120N

C.此時杠桿為費(fèi)力杠桿

D.若力從實線位置經(jīng)位置①轉(zhuǎn)至位置②,則該過程中將先減小后增大N應(yīng)]

9.司馬遷在《史記》中有壯麗輝煌的咸陽宮的描述。如圖是我們的祖先在建造宮殿時利用木棒搬動

巨大木料的情景。他們通過橫桿、支架、石塊等,將巨木的一端抬起,墊上圓木,以便將其移到其它

地方。以下分析不正確的是()

A.通過橫桿、支架等,將巨木的一端抬起是使用了杠桿

B.人越靠近橫桿的右端,會更省力的抬起巨木的一端

C.將巨木的一端抬起,墊上圓木是為了減小摩擦

D.支架下端墊有底面積較大的石塊,是為了增大支架對地面的壓強(qiáng)

10.“垃圾分類,人人有責(zé)”,帶蓋的垃圾桶能有效防止易腐垃圾的異味散出,以下說法不正確的是()

A.圖甲中垃圾桶蓋ABC為一個費(fèi)力杠桿B.圖甲中腳踏部分。EF為一個省力杠桿

C.圖乙中的垃圾桶蓋為一個等臂杠桿D.圖丙中垃圾桶蓋為一個費(fèi)力杠桿

11.我國民俗活動豐富多彩,在立夏時節(jié),有的地方會給孩子稱體重(如圖1),冀求孩子健康成長,

俗稱“立夏秤人如圖2,調(diào)整秤坨的位置,使桿秤處于水平平衡狀態(tài)(忽略繩重和桿重)。

(1)以。點為支點,在圖2中畫出繩子對桿秤A點的拉力以及M的力臂/A;

(2)由圖2,孩子及秤鉤和所坐籃子的總質(zhì)量(填“大于”“等于”或“小于”)秤蛇的質(zhì)量。若換稱

下一個體重較重的孩子,秤坨和籃子等都不變,仍在。點提起桿秤,調(diào)到水平平衡后秤坨的懸掛點應(yīng)

在(填點左邊點”或“B點右邊

第2課時滑輪及滑輪組

-;定滑輪

1.定義:使用時其中心軸的滑輪。

2.實質(zhì):是一個_________杠桿,支點是滑輪的軸,力臂是滑輪的半徑。

(1)豎置放置:尸=(不計動滑輪重及摩擦);%=(計動/輪重但不計摩擦);

水平放置;F=(不計動滑輪重及摩擦);

(3)羽繩=___________________________

知識點四:滑輪組的設(shè)計

a.確定繩子段數(shù):,侖G/F

h.確定滑輪個數(shù):動滑輪個數(shù)為:或

定滑輪個數(shù)為:一動配一定,偶數(shù)減一定,變向加一定。

c.繞繩:動定,先后。

知識點五:輪軸和斜面

1.輪軸

(1)定義:由一個和一個組成,并且都繞固定的軸轉(zhuǎn)動,輪軸實質(zhì)上是一個可連續(xù)轉(zhuǎn)

動的杠桿。,\

(2)其原理可以用右圖來說明,其中為一^作用在輪上的力,)

尸2——作用在軸上的力,R——輪半徑,r一軸半徑,\1/

由杠桿平衡的條件可知:,因此使用輪軸時,

若動力F1作用在檢上,可以,若動力尸2作用在軸上,則?

2.斜面

(1)定義:斜面是一種可以的簡單機(jī)械,但必須多移動。

(2)生活中的斜面:、、(至少寫三種)。

(3)①光滑斜面:如果斜面很光滑,沒有摩擦,斜面長是斜面高的幾倍,沿斜面向上對重物的推力

就是重物重力的幾分之一。即FL=Gh(F:拉力,心斜面的長度,G:物體的重力,爪斜面的高度)。

由此可知:斜面高度一定時,斜面越長,利用斜面提升物體越__________。

②粗糙斜面中的三種功:

a.有用功亞有=s

b.額外功是克服物體與斜面間的摩擦做的功,W9=fL(/:摩擦力,L:斜面的長度);

c.總功拉力做的功,,總功也是克服重力和摩擦力所做的功,W6=。

總之,動力所做的功為總功,對物體直接做的功為有用功。

考點一:滑輪及滑輪組

例L關(guān)于滑輪,下列說法錯誤的是()

A.定滑輪實質(zhì)是個等臂杠桿B.使用動滑輪能省一半力,還能改變動力的方向

C.使用定滑輪不省力,但是能改變動力的方向D.動滑輪實質(zhì)是個動力臂為阻力臂兩倍的杠桿

例2.如圖所示,一根繩子繞過定滑輪,一端拴在物體上,另一端拴在彈簧測力計上,沿四個不同方

向勻速拉起物體,彈簧測力計的示數(shù)分別為巳、F2、B、F4,則F八尸2、小、居的大小關(guān)系為()

A.F1>F2>F3>F4〃〃”〃〃〃死

c.F1<F2<F3<F4,A

!1

D.Fi>Fi>F3=F42

例3.如圖所示使用下列三個裝置分別用瓦、6、工勻速提起同樣的重物,不計滑輪的重力和摩擦,

則6F八鳥的大小關(guān)系為()

C.Ft=F,<F2]后

D.耳<鳥=月777T7TT7777TT

________

i【變式題】如圖所示的三個滑輪分別拉同一物體沿同一水平地面做勻速直線運(yùn)動,所用的拉力分別'

為Fi,F2,F3,那么,下列關(guān)系式中正確的是()

A.F1>F2>F3B.Fl<F2<F3c.F2>F1>F3D.F2<FI<F3

例4.利用如圖所示的滑輪組勻速提升200N的重物,動滑輪重為10N(不計繩重與摩擦),則拉力F

的大小為()

A.70N

B.100N

C.105N

D.110N

【變式一】如圖所示,工人用300N的力將重500N的物體勻速提升2m,共用了10秒,

若在此過程中(忽略繩重和摩擦)。下列說法正確的是()

A.繩子自由端移動的距離是4m

B.動滑輪的重是50N

C.繩子自由端移動的速度為

D.繩子自由端移動的速度為

【變式二】如圖所示,在豎直方向大小為20N的拉力F作用下,重物

沿豎直方向,以的速度勻速上升。不計滑輪重、繩重、摩擦,

物體A的重力及滑輪移動的速度是()

A.B.

、\C.D.

例5.如圖所示是“一動一定''滑輪組,a、b為兩個彈簧測力計,不計滑輪重,繩重及摩擦,當(dāng)勻速提

升G=600N的重物時,a、b兩彈簧測力計的示數(shù)分別為()

A.600N200N

B.600N300N

C.400N300N

D.400N200N

例6.如圖(繩子和滑輪重不計)重為60N的物體,在10N的拉力作用下,物體在水平路面上以lm/s

的速度做勻速直線運(yùn)動6s,則()

A.物體與水平路面間的摩擦力為120N

B.物體與水平路面間的摩擦力為30N

C.在6s內(nèi)繩子自由端移動了12m

D.繩子自由端的速度為2m/s

【變式一】如圖所示,滑輪重及滑輪轉(zhuǎn)動時的摩擦均不計。物體A在水平方向上做勻速直線運(yùn)班、

向上拉繩的速度是,繩子所受的拉力F是9N。由此可知()

A.物重是27N,物體的速度是F

B.物重是18N,物體的速度是

C.物體受到的摩擦力是27N,物體的速度是

D.物體受到的摩擦力是18N,物體的速度是

【變式二】如圖所示,用24N的水平拉力尸拉滑輪,使重20N的

物體A以的速度在水平地面上勻速運(yùn)動。物體B重10N,

彈簧測力計的示數(shù)為5N且不變。若不計輪重、彈簧測力計重、

繩和軸摩擦,則下列說法中正確的是()

A.B受到的摩擦力為5NB.滑輪移動的速度為

C.B受到的摩擦力方向向右D.在2s內(nèi)滑輪移動了0.4m

例7.如圖(a)、(b)所示,分別用滑輪甲、乙使物體A沿同一水平地面勻速移動(滑輪的重力及摩

擦不計),若A兩次移動的距離相等,則拉力5、Q及拉力做的功%、乜的關(guān)系,下列正確的是()

A.%>屹,%=也

B.%=%,%>也

C.%>&%>眩

D.%>七,如〈股

例8.如圖所示,拉力F的功率為,物體A以的速度沿水平地面向左勻速運(yùn)動,

A與地面間的摩擦力是A重力的倍,不計滑輪處摩擦和繩重,則(

A.Is內(nèi)重力做功B.A的重力為120N

C.拉力F=36ND.摩擦力為18N

一【奏式題】質(zhì)量6kg的物體A放在水平桌面k,物體以的速度做勻速門:線運(yùn)動,彈施測31?始終保持

水平,其示數(shù)為2N,不計滑輪和繩子的重和滑輪組內(nèi)部的摩擦,則(g取10N/kg)()

A.作用在繩端的拉力F為6N

B.在1s內(nèi)拉力尸做功

C.在1s內(nèi)拉力F的功率是

\D.水平桌面對物體A的摩擦力是2N

例9.如圖所示,吊籃的重力為400N,動滑輪總重力為100N,定滑輪總重力

為100N,人的重力為600N,人在吊籃里拉著繩子不動時,人需用力()

A.220N

B.240N

C.275N

D.300N

例10.如圖所示,物體A所受的重力為130N,滑輪所受的重力是10N,當(dāng)整個裝置靜止時,彈簧測

力計的讀數(shù)是34N,不計繩重及滑輪摩擦,物體B所受的重力是()

A.40N智心

B.60N

C.12N

D.7N

考點三:滑輪組的設(shè)計

例11.按要求作圖;

(1)如甲圖所示,人站在地面上將重物拉起,畫出滑輪組最省力的繞線方法。

(2)小亮家正在裝修房子,他計劃用如圖丙所示的器材把材料送到二樓窗口去,幫他設(shè)計最省力的

方法,并在圖中畫出滑輪組的繞線。

(3)如丙圖所示,某同學(xué)要用滑輪組將陷入泥中的汽車?yán)鰜?,畫出最省力的繞線方法。

例-丁慌組,鈣〃?/〃/

力的方式提形上升時,

他用力/不計繩重及.

(1)I?輪組的繞2

(2)提多少?

(3)當(dāng)物體上:甲,繩子自由端修窈的k乙是多少?

(4)若用該滑輪組勻速提起750N重的物體,需要的拉力乃是多大?

考點四:輪軸與斜面

例13.騎自行車上一個陡坡時,有經(jīng)驗的同學(xué)會沿S形路線騎行,他這樣做的目的(

A.減小上坡過程中所施加的力B.縮短上坡過程中所走的路程

C.減少上坡過程中所做的功D.縮短上坡過程中所用的時間

例14.下列常用的機(jī)械和裝置的工作原理不能用杠桿原理解釋的是()

A.水龍頭把手B.t蹺蹺板

C.汽車方向盤D.山區(qū)盤山公路

例15.下列所示的四幅圖中,包含的物理規(guī)律或知識描述正確的是()

A.甲圖中,托里拆利實驗裝置從山腳搬到山頂,管內(nèi)液面會上升

B.乙圖中,旗桿頂端的滑輪在使用時,軸是不動的,利用了用滾動代替滑動可以省力

C.丙圖中,站臺邊緣的安全線,能防止列車巨大的吸引力將乘客吸過去

D.丁圖中,盤山公路修得彎彎曲曲如盤龍,是利用了斜面可以省力

例16.輪軸和斜面是一種簡單機(jī)械,在生活和生產(chǎn)中隨處可見?;卮鹣铝袉栴}:

(1)通常人們使用輪軸和斜面的目的是為了;(選填選項前的字母)

A.省力B.省距離C.省功

(2)如圖所示的三個實例中,屬于輪軸的是;(選填選項前的字母)

A.”自行車車閘B.賽艇的槳C.水龍頭開關(guān)

(3)一輛重51的卡車沿天門山盤山公路勻速開到山頂,卡車在此過程中的機(jī)械能(選填

“增大”、“減小”或"不變?nèi)舯P山公路全長約11千米,海拔從200m急劇提升到1300m;汽車受到

沿盤山路向上的牽引力為30000N,該斜面的機(jī)械效率大約是(結(jié)果取百分?jǐn)?shù)的整數(shù)位)。

(g取10N/kg)

【課堂習(xí)題】

1.使用如圖所示的裝置來提升重物時,既能省力又能改變力的方向的裝置是()

2.下列關(guān)于滑輪和滑輪組的說法中,完全正確的一組是()

①使用定滑輪一定既不省力也不費(fèi)力;②使用動滑輪有時可能不省力;

③使用滑輪組一定比使用動滑輪省力;④使用滑輪組有時既能省力,又能改變力的方向;

⑤使用滑輪組總是既省力又改變力的方向;⑥組成滑輪組時,動滑輪和定滑輪的數(shù)目一定要相等。

A.①④B.②⑤⑥C.②④D.②④⑥

3.如圖所示,物重為G的物體在下列四種情景中均處于平衡狀態(tài)(不計機(jī)械自重和摩擦),拉力B、

尸2、6、尸4的大小關(guān)系是()

A.F2<F4<F1<F3B.F2<FI=F4<FIC.F4-F2<FI<F}D.F4<F2<F3<F1

4.如圖所示,有關(guān)下列現(xiàn)象與其對應(yīng)的物理知識的說法,正確的是()

A.甲圖:自行車輪胎上有花紋,這是為了減小摩擦B.乙圖:雞蛋破裂,雞蛋受到的力較大

C.丙圖:連通茶壺的壺嘴與壺身構(gòu)成了一個連通器D.丁圖:盤山公路既可以省力,也可以省功

5.如圖所示裝置(忽略機(jī)械重力和摩擦力)提同一個物體最費(fèi)力的是()

6.如圖所示的三種場景中,拉力B、B、B大小相等,在拉力的作用下物體移動的距離也相等。若

拉力所做的功分別記為卬八卬2、%,則它們的大小關(guān)系為()

A.Wi=W2<W,iB.Wi<W2<W,iC.W2<Wi<W,iV>.WI=W2^WJ

7.如圖所示,不計動滑輪與繩之間的摩擦和重力,在水平拉力尸的作用下,物體M以的速度向左勻

速直線運(yùn)動,彈簧秤的示數(shù)為20N,以下正確的是()

①M(fèi)受到地面的摩擦力為20Np---------------K

②M受到地面摩擦力水平向左"I)西

③拉力F的功率為8W、、、、、、、U、"、、、、、、、「

@M受到的重力與地面對M的支持力是一對平衡力

A.①④B.①②C.①③D.②④

8.如圖所示,A物體重力為100N,B物體重力為30N,此時A物體恰好向右做勻速直線運(yùn)動,A物

體受到的滑動摩擦力為其重力的倍,下列說法正確的是(不計繩重和摩擦)()

A.A受到的繩子的拉力為30N

B.若將B的重力增加一倍,則A受到的摩擦力也增加一倍

C.動滑輪的重力為10N

D.若將A勻速向左拉動,則需要給A施加一個水平向左的20N的拉力

9.重為100N的物體A在水平拉力F的作用下,沿水平面以的速度作勻速直線運(yùn)動,彈簧測力計的

示數(shù)為4N。不計滑輪、繩子、彈簧測力計的重力,忽略繩子與滑輪間的摩擦。則()

A.物體A受到

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