题目内容

4.如图所示,是拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块A端均匀增加,0~t1时间静止,运动后改变,使t2后处于匀速直线运动状态.计算机对数据拟合处理后,得到如图乙所示随时间变化图象,回答下列问题:

(1)当用F=5.3N静止时,所受摩擦力为5.3N;若用F=5.8N,所受摩擦力为5.1N.在时间t2-t 阶段内将做加速运动.
(2)如图丙所示,为研究滑动摩擦力Ff与接触面受到压力FN关系,在重力为17N上每次增加1N重砝码,分别用F使做匀速直线运动.实验测量数据如表:根据表格数据,得出滑动摩擦力Ff与接触面受到压力FN关系式为Ff=0.3FN.
对面压力FN(牛)1718192021
F(牛)5.15.45.76.06.3

分析 (1)由二力平衡的条件,因静止状态是平衡状态,此时拉力与摩擦力大小相等.
分析乙图,物体所受拉力为5.1N时,物体做匀速直线运动,所以物体所受的拉力与摩擦力是一对平衡力,滑动摩擦力的大小为5.1N.滑动摩擦力的大小与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体运动的速度无关.
(2)认真分析比较表格中的数据,找出拉力与摩擦力的关系.

解答 解:(1)当用F=5.3牛的水平拉力拉静止的木块时,由于木块静止,所以木块所受的拉力与静止木块所受的摩擦力平衡,所以f=F=5.3N.
由乙图可知,当物体做匀速直线运动时,F=5.1N,所以f=F=5.1N.当F=5.8N时,物体将做加速运动,但所受摩擦力仍为5.1N.
(2)在研究摩擦力大小与所受压力关系时,拉动物体做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,因此f=F.
从表格中数据可以看出,拉力与压力大小的比值不变,即摩擦力与所受压力的比值是0.3.
所以摩擦力大小与接触面受到压力之间的关系是Ff=0.3FN.
故答案为:(1)5.3;5.1;加速;
(2)Ff=0.3FN

点评 此题是探究物体所受摩擦力的大小与所受压力之间的关系.主要考查了二力平衡条件的应用,要知道静止状态和匀速直线运动状态都属于平衡状态,此时物体受力平衡,大小相等.并且要知道物体所受摩擦力与接触面所受压力成正比.

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