Question

如圖甲所示，用一拉力傳感器（能感應(yīng)力大小的裝置）水平向右拉一水平面上的木塊，A端的拉力均勻增加，0-t_l時間木塊靜止，t_l-t₂木塊運動后改變拉力，使木塊t₂后處于勻速直線運動狀態(tài)．計算機(jī)對數(shù)據(jù)擬合處理后，得到如圖乙所示拉力隨時間變化圖線，回答下列問題：

（1）當(dāng)用F=5.3牛的水平拉力拉靜止的木塊時，木塊所受摩擦力大小為

5.3

牛；若用F=5.8牛的水平拉力拉木塊，木塊所受摩擦力大小為

5.1

牛．
（2）如圖丙所示，為研究滑動摩擦力f大小與接觸面受到壓力F_N大小的關(guān)系，在重力為17牛的木塊上每次增加1牛重的砝碼，分別用水平拉力F使木塊作勻速直線運動．實驗測量數(shù)據(jù)如下，請將表格數(shù)據(jù)填寫完整

木塊對水平面壓力FN（牛）	17	18	19	20	21
水平拉力F（牛）	5.1	5.4	5.7		6.3

（3）請用力的示意圖畫出圖丙中砝碼受到的力．

Answer 1

分析：（1）要解決此題，需要掌握二力平衡的條件，知道靜止?fàn)顟B(tài)是平衡狀態(tài)，此時拉力與摩擦力大小相等．
分析乙圖，物體所受拉力為5.1N時，物體做勻速直線運動，所以物體所受的拉力與摩擦力是一對平衡力，滑動摩擦力的大小為5.1N．要知道滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與物體運動的速度無關(guān)；由圖知木塊的最大靜摩擦力是5.5N，木塊由靜止受拉力作用時，只有拉力大于最大靜摩擦力時木塊才能由靜止開始運動．
（2）認(rèn)真分析表格中的數(shù)據(jù)，找出拉力與摩擦力的關(guān)系．
（3）砝碼受到豎直向下的重力，豎直向上的支持力，從砝碼的重心作砝碼重力與支持力的示意圖．

解答：解：（1）當(dāng)用F=5.3N的水平拉力拉靜止的木塊時，由于木塊靜止，所以木塊所受的拉力與靜止木塊所受的摩擦力平衡，所以f=F=5.3N．
由乙圖可知，當(dāng)物體做勻速直線運動時，F(xiàn)=5.1N，所以f=F=5.1N．當(dāng)F=5.8N時，物體將做加速運動，但所受摩擦力仍為5.1N．
（2）在研究摩擦力大小與所受壓力關(guān)系時，拉動物體做勻速直線運動，所以摩擦力與拉力是一對平衡力，因此f=F．
從表格中數(shù)據(jù)可以看出，拉力與壓力大小的比值不變，即摩擦力與所受壓力的比值是0.3．
所以摩擦力F_f大小與接觸面受到壓力F_N之間的關(guān)系是F_f=0.3F_N，當(dāng)F_N=20N時，摩擦力F_f=0.3F_N=0.3×20N=6N．
（3）砝碼受到豎直向下的重力，豎直向上的支持力，它們是一對平衡力，大小相等，砝碼受力示意圖如圖所示．
故答案為：（1）5.3；5.1．（2）6.0．（3）砝碼受力的示意圖如圖所示．

點評：此題是探究物體所受摩擦力的大小與所受壓力之間的關(guān)系．主要考查了二力平衡條件的應(yīng)用，要知道靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運動狀態(tài)都屬于平衡狀態(tài)，此時物體受力平衡，大小相等．并且要知道物體所受摩擦力與接觸面所受壓力成正比．