Question

11．科技的进步也为测摩擦力的大小提供了先进的手段，如图甲所示，用一拉力传感器（能感应力大小的装置）水平向右拉一水平面上的木块，A端的拉力均匀增加，0～t_l时间木块静止，木块运动后改变拉力，使木块t₂后处于匀速直线运动状态．计算机对数据处理后，得到如图乙所示拉力随时间变化图线，回答下列问题：

（1）当用F=4N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为4N；当用F=5.3N的水平拉力拉静止的木块时，木块所受摩擦力大小为5.3N；
（2）若用F=5.8N的水平拉力拉木块，木块所受的合力大小为5.1N
（3）如图丙所示，为研究滑动摩擦力F_f大小与接触面受到压力F_N大小的关系，在重力为17N的木块上每次增加1N重的砝码，分别用水平拉力F使木块作匀速直线运动．实验测量数据如下：

木块对水平面压力FN（牛）	17	18	19	20	21
水平拉力F（牛）	5.1	5.4	5.7	6.0	6.3

根据表格数据，得出滑动摩擦力F_f大小与接触面受到压力F_N大小的关系式为F_f=0.3F_N．

Answer 1

分析 （1）物体处于静止状态时，受平衡力作用，根据平衡力的知识可得摩擦力的大小；
（2）根据物体受拉力和滑动摩擦力的大小求出合力；
（3）要解决此题，需要认真分析表格中的数据，找出拉力与摩擦力的关系．

解答 解：（1）当用F=4N的水平拉力拉静止的木块时，木块静止，则受到的拉力与摩擦力是平衡力，木块所受摩擦力大小等于拉力等于4N；
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．
（2）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．
（3）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F_f=0.3F_N．
故答案为：（1）4；5.3；（2）5.1；（3）F_f=0.3F_N．

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．