Question

18．在研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，將木塊放在水平長(zhǎng)木板上，如圖甲所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開(kāi)始逐漸增大．分別用力傳感器采集拉力和木塊受到的摩擦力，并用計(jì)算機(jī)繪制出摩擦力f隨拉力F的變化圖象，如圖乙所示．已知木塊質(zhì)量為0.78kg，取g=10m/s²．

（1）求木塊與長(zhǎng)木板間最大靜摩擦力大��；
（2）求木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（3）若在平行于木板的恒定拉力F=4.68N作用下，木塊從靜止開(kāi)始做勻變速直線運(yùn)動(dòng)2s時(shí)間，求這段時(shí)間內(nèi)的位移大��？

Answer 1

分析 （1）分析摩擦力F_f隨拉力F的變化圖象，根據(jù)長(zhǎng)木板的狀態(tài)確定木塊與長(zhǎng)木板間的摩擦力的性質(zhì)．
（2）根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式求出塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（3）分析物體的受力情況，由牛頓第二定律可求得加速度的大小，再依據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，即可求解．

解答 解：（1）用力沿水平方向拉長(zhǎng)木板，拉力從0開(kāi)始逐漸增大．剛開(kāi)始長(zhǎng)木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，長(zhǎng)木板受拉力和木塊對(duì)長(zhǎng)木板間的靜摩擦力，當(dāng)拉力達(dá)到4N時(shí)，開(kāi)始發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，木塊與長(zhǎng)木板間產(chǎn)生了滑動(dòng)摩擦力．由圖可知木塊與長(zhǎng)木板間的最大靜摩擦力F_fm為4N．
（2）由圖可知木塊與長(zhǎng)木板間的滑動(dòng)摩擦力F_f為3.12N．根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式得：
F_f=μN(yùn)=μmg
解得：μ=$\frac{3.12}{0.78×10}$=0.4；
（3）由牛頓第二定律F-F_f=ma得：
a=$\frac{F-{F}_{f}}{m}$=$\frac{4.68-3.12}{0.78}$=2m/s²；
x=$\frac{1}{2}a{t}^{2}$=$\frac{1}{2}×2×{2}^{2}$=4m
答：（1）最大靜摩擦力為4N；
（2）木塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.4；
（3）這段時(shí)間內(nèi)的位移大小為4m．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了牛頓第二定律的應(yīng)用，要知道靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)都屬于平衡狀態(tài)，此時(shí)物體受力平衡．同時(shí)明確物體所受滑動(dòng)摩擦力與接觸面所受壓力成正比．