题目内容
【题目】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,拉力均匀增加,0-t1时间木块静止,木块运动后改变拉力,使木块t1时间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象,请回答下列问题:
(1)当用F=5.3N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力的大小为______N;当用F=5.8N的水平拉力拉木块向右运动时,木块所受摩擦力大小为______N。
(2)当水平拉力F=5.1N时,木块可能处于______状态(选填“静止”、“匀速直线运动”或“都可以”)。
(3)如图丙所示,为研究滑动摩擦力f大小与接触面受到压力F压大小的关系,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。实验测量数据见表格:
木块对水平面压力FN(N) | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
水平拉力F(N) | 5.1 | 5.4 | 5.7 | 6.0 | 6.3 |
根据表格数据,得出滑动摩擦力f大小与接触面受到压力F压大小的关系式为______,滑动摩擦力f大小除了与接触面受到的压力F压大小有关,还与接触面的______。
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【答案】5.3 5.1 都可以 f=0.3F压 粗糙程度有关
【解析】
(1)由图乙可知,当拉力达到5.5N时,物体才开始运动,故当用F=5.3牛的水平拉力拉静止的木块时,木块处于静止状态,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,所以滑动摩擦力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)由乙图知,当拉力等于5.1N时,物体可能静止也可能做匀速直线运动时,受平衡力作用;
(3)在研究滑动摩擦力大小与所受压力关系时,拉动物体做匀速直线运动,所以滑动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,即滑动摩擦力与所受压力的比值是0.3。
所以滑动摩擦力大小与接触面受到压力之间的关系是f=0.3F压。
滑动摩擦力f大小除了与接触面受到的压力F压大小有关,还与接触面的粗糙程度有关。