题目内容

在研究摩擦力的实验中,将木块放在水平长木板上,如图(a)所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从零开始逐渐增大。分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff 随拉力F的变化图像,如图(b)所示。已知木块质量为8.0kg,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80。

(1)求木块与长木板间的动摩擦因数;

(2)如图(c),木块受到恒力F=50N 作用,方向与水平成θ=37°角斜向右上方,求木块从静止开始沿水平面做匀变速直线运动的加速度;

(3)在(2)中拉力F作用2.0s后撤去,计算再经过多少时间木块停止运动?整个运动过程中摩擦力对木块做了多少功?

(1)μ=0.4

(2)a=2.5m/s2

(3)s,Wf  =-200 J


解析:

(1)由图(b)知:木块所受到的滑动摩擦力Ff =32N

根据 FfμFN               (1分)

解得:    μ=0.4            (1分)

(2)根据牛顿运动定律得

             Fcosθ- Ff =ma       (2分)

             Fsinθ+ FN =mg       (2分)

             Ff μF N

          联立解得:a=2.5m/s2    (1分)

(3) 撤去F后,加速度a′=μg=4m/s2       (1分)

          继续滑行时间s   (2分)

          设运动过程中摩擦力对木块做的功为Wf ,根据动能定理有

    F·x1·cosθWf =0     (2分)

               又  x1m      (1分)

          解得:Wf  =-200 J           (1分)

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