Question

10．某同学在探究摩擦力的实验中采用了如图所示的操作，将一个长方体木块放在水平桌面上，然后用一个力传感器对木块施加一个水平拉力F，并用另外一个传感器对木块的运动状态进行监测，如表是她记录的实验数据．木块的重力为10.00N，重力加速度g=9.80m/s²，根据表格中的数据回答下列问题（答案要求有3位有效数字）：

实验次数	运动状态	水平拉力F/N
1	静止	3.62
2	静止	4.00
3	匀速	4.01
4	匀加速	5.01
5	匀加速	5.49

（1）木块与桌面间的最大静摩擦力F_fm＞4.01N；
（2）木块与桌面间的动摩擦因数μ=0.401；
（3）实验次数5中监测到的加速度a=1.45m/s²．

Answer 1

分析 （1）水平力作用下物体匀速运动时，所受滑动摩擦力等于水平拉力，最大静摩擦力大于拉力；
（2）物体在水平力作用下沿水平面运动时，F_N=mg，F_f=F=F_Nμ由此可求出滑动摩擦因数大小；
（3）根据牛顿第二定律列方程可以求出物体的加速度大小．

解答 解：（1）当物体在水平拉力作用下匀速运动时，拉力大小等于滑动摩擦力大小，物体所受滑动摩擦力为：F_f=4.01N，最大静摩擦力大于滑动摩擦力，因此f_m＞4.01N．
（2）滑动摩擦力为：F_f=F_Nμ…①
F_N=mg…②
联立①②得：μ=$\frac{{F}_{f}}{mg}=\frac{4.01}{10.00}$=0.401．
（3）根据牛顿第二定律有：F₅-F_f=ma，
带入数据解得：a=1.45m/s²．
故答案为：（1）4.01；（2）0.401；（3）1.45

点评 滑动摩擦力大小跟压力大小、接触面粗糙程度有关，跟物体受到的拉力大小、物体的运动速度都没有关系，正确根据物体所处状态列方程求解．