题目内容

10.在物理上,可以用公式f=μFN来计算滑动摩擦力的大小,其中f表示摩擦力,FN表示压力,μ叫动摩擦因数.如图所示,一表面粗糙的木板固定在水平桌面上,木板上质量为500g的滑块通过轻绳绕过定滑轮,绳的另一端悬挂托盘,已知托盘质量为50g,当添加的砝码质量达到150g时,滑块恰好做匀速直线运动.
(1)请证明滑块受到的摩擦力f大小等于砝码盒托盘的总重力G总.(提示:绳对滑块的拉力和绳对托盘拉力大小相等,记为F).
(2)求滑片与木板间的动摩擦因数μ的大小.

分析 (1)当滑块做匀速直线运动运动时,根据二力平衡的知识,此时滑块受到的摩擦力等于绳子的拉力,即托盘和砝码的总重力;
(2)根据公式μ=$\frac{f}{N}$求滑片与木板间的动摩擦因数μ的大小.

解答 解:
(1)当滑块恰好做匀速直线运动时,滑块在水平方向上受到水平向右的拉力F和水平向左的摩擦力f是一对平衡力,所以f=F;
砝码和托盘也在做匀速直线运动,则绳对托盘的拉力和砝码和托盘的总重力是一对平衡力,即F=G总;
已知绳对滑块的拉力和绳对托盘拉力大小相等,所以滑块所受摩擦力f=F=G总=m总g;
(2)滑块对水平木板的压力为:FN=G滑=m滑g=0.5kg×10N/kg=5N;
滑块受到的摩擦力为:f=G总=m总g=(0.05kg+0.15kg)×10N/kg=2N;
由f=μFN可得,滑块与木板间的动摩擦因数:μ=$\frac{f}{{F}_{N}}$=$\frac{2N}{5N}$=0.4.
答:
(1)见解答过程;
(2)滑块与木板间的动摩擦因数为0.4.

点评 本实验根据物体受平衡力做匀速直线运动的原理测量摩擦力,平时训练中一定要加强应用基本规律解决实际问题的能力,强调知识的活学活用.

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