题目内容
某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作,将一个长方体木块放在水平桌面上,然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F,并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测,表是她记录的实验数据.木块的重力为10.ON,重力加速度g=9.80m/s2,根据表格中的数据回答下列问题(答案保留3位有效数字):
(1)木块与桌面间的最大静摩擦力≥
(2)木块与桌面间的动摩擦因数
(3)实验次数6中监测到的加速度a=
实验次数 | 运动状态 | 水平拉力F/N |
1 | 静止 | 3.62 |
2 | 静止 | 4.00 |
3 | 静止 | 4.02 |
4 | 匀速 | 4.01 |
5 | 匀加速 | 5.01 |
6 | 匀加速 | 5.49 |
4.02
4.02
N;(2)木块与桌面间的动摩擦因数
0.401
0.401
;(3)实验次数6中监测到的加速度a=
1.45
1.45
m/s2.分析:(1)物体相对静止时受到的摩擦力是静摩擦力,摩擦力的最大值是最大静摩擦力,静摩擦力小于等于最大静摩擦力;
物体在拉力与摩擦力作用下静止,处于平衡状态,静摩擦力等于拉力,根据表中实验数据判断最大静摩擦力的大小;
(2)物体在水平力作用下沿水平面运动时,FN=mg,Ff=F=FNμ由此可求出滑动摩擦因数大小;
(3)根据牛顿第二定律列方程可以求出物体的加速度大小.
物体在拉力与摩擦力作用下静止,处于平衡状态,静摩擦力等于拉力,根据表中实验数据判断最大静摩擦力的大小;
(2)物体在水平力作用下沿水平面运动时,FN=mg,Ff=F=FNμ由此可求出滑动摩擦因数大小;
(3)根据牛顿第二定律列方程可以求出物体的加速度大小.
解答:解:(1)由表中实验数据可知,第3次实验时,物体受到的静摩擦力f=F=4.02N,
物体受到的静摩擦力小于等于最大静摩擦力,因此木块与桌面间的最大静摩擦力≥4.02N;
(2)木块做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的滑动摩擦力Ff=F=4.01N,
滑动摩擦力为:Ff=FNμ ①FN=G ②
联立①②μ=
=
=0.401.
(3)由牛顿第二定律得:
F6-Ff=ma,带入数据解得:a=1.45m/s2.
故答案为:(1)4.02;(2)0.401;(3)1.45.
物体受到的静摩擦力小于等于最大静摩擦力,因此木块与桌面间的最大静摩擦力≥4.02N;
(2)木块做匀速直线运动,处于平衡状态,受到的滑动摩擦力Ff=F=4.01N,
滑动摩擦力为:Ff=FNμ ①FN=G ②
联立①②μ=
Ff |
G |
4.01N |
10.0N |
(3)由牛顿第二定律得:
F6-Ff=ma,带入数据解得:a=1.45m/s2.
故答案为:(1)4.02;(2)0.401;(3)1.45.
点评:滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关,跟物体受到的拉力大小、物体的运动速度都没有关系,正确根据物体所处状态列方程求解.
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