题目内容
在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图a所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从0开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff 随拉力F的变化图像,如图b所示.已知木块质量为0.78kg.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.
(1)求木块与长木板间的动摩擦因数.
(2)若木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动,如图c所示.拉力大小应为多大?
(3)在(2)中力作用2s后撤去拉力F,求运动过程中摩擦力对木块做的功.
(1) 0.4 (2) 4.5N (3)-14.4J
解析:
(1)由(b)图可知,木块所受到的滑动摩擦力Ff =3.12N
由Ff =μFN
得μ====0.4
(2)物体受重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff作用.将F分解为水平和竖直两方向,根据牛顿运动定律
Fcosθ-Ff=ma Fsinθ +FN= mg
Ff =μFN
联立各式得F=4.5N
(3)全过程应用动能定理
WF+Wf=0
WF=Fxcosθ
x=
代入数据得Wf=-14.4J