Question

5．如图所示，水平地面上有一块重力为1000牛顿的长方体木块，小明用水平推力F把木块向前推动，此过程中，推力F和木块前进的速度v的大小随时间t的变化情况分别如图2甲、乙所示．
（1）木块静止时，受到的摩擦力为100N．
（2）在0-6秒范围内，木块的运动状态发生改变的时间段有1s～3s、5s～6s．
（3）请在图2丙中，将0-6秒内木块所受的摩擦力f随时间t变化的图线补充完整

Answer 1

分析 （1）物体处于静止或匀速直线运动状态，受到平衡力的作用，平衡力大小相等；
（2）由图乙可知木块在1～3s加速运动，在5s～6s减速直线运动，据此找出运动状态变化的时间段；
（3）物体处于平衡状态时受到的力就是平衡力，根据平衡力的大小相等判断出摩擦力的大小；滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，而与运动速度无关，据此得出摩擦力的大小、作图．

解答 解：
（1）木块静止时，受到的推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等；由乙图知在0～1s木块静止，由甲图知0～1s的推力为100N，故f=F=100N；
（2）由图乙可知，木块在0～1s静止，1s～3s加速运动，在3s～5s匀速直线运动，在5s～6s减速直线运动，所以，运动状态发生改变的时间段有1s～3s、5s～6s；
（3）由图乙可知，木块在3s～5s做匀速直线运动，此时的水平推力为200N，木块所受的滑动摩擦力和推力是水平方向上的一对平衡力，则滑动摩擦力f′=F′=200N；
木块在1～3s内做加速运动，在5～6s内减速运动，受到的摩擦力都为滑动摩擦力，滑动摩擦力与推力大小无关，接触面的粗糙程度与压力均不变，所以木块受到的滑动摩擦力不变，则1s～6s木块受到的摩擦力大小为200N，而0～1s木块受到的摩擦力大小为100N．图象如下图：

故答案为：（1）100N；（2）1s～3s、5s～6s；（3）如上图所示．

点评 本题考查了学生对力学图象的分析能力，能从图象上得到有用的物理信息是解题的关键，是一道锻炼学生分析思考能力的好题．