Question

18．阿牛想測出物塊與水平面的動摩擦因數，將一質量m=2kg的物塊用彈簧測力計水平勻速拉動，彈簧測力計的示數為4N，如圖一所示．請思考：
（1）物塊與接觸面的動摩擦因數大小為多少？請你猜測動摩擦因數μ可能與哪些因素有關？
（2）阿牛為了深入探究摩擦力，設置了如圖二所示的裝置，已知物塊A質量為1kg，物塊B質量為1.2kg．AB間動摩擦因數μ₁=0.1，物塊B與地面的動摩擦因數μ₂=0.2．若彈簧測力計勻速抽出物塊B，則彈簧測力計甲、乙的示數各為多少？

Answer 1

分析 （1）滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，由猜想摩擦力與動摩擦因數的關系并計算其大�。�
（2）由AB間動摩擦因數計算AB間的摩擦力的大�。煌�理計算B與地面間的摩擦力；B被勻速抽出，對A、B物體進行受力分析，由平衡力判斷甲乙測力計的示數大小．

解答 解：
（1）滑動摩擦力大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，壓力一定時接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大，不同材料的表面粗糙程度相同時摩擦力大小也可能不同，所以動摩擦力因數可能與接觸面的材料有關；
由此我們可以猜想：f=μF（F表示壓力），
由題，質量m=2kg物體放在水平面上勻速運動進，物體水平方向受到的摩擦力與彈簧測力計拉力是一對平衡力，即f=F_拉，物體對水平面壓力F=G=mg，
即有：F_拉=f=μF=μmg，
所以：μ=$\frac{{F}_{拉}}{mg}$=$\frac{4N}{2kg×10N/kg}$=0.2；
（2）由圖A放在B上面，物塊A質量為1kg，AB間動摩擦因數μ₁=0.1，A對B壓力大小等于A的重力，所以AB間摩擦力：
f_AB=μ₁G_A=μ₁m_Ag=0.1×1kg×10N/kg=1N，
同理，B與地面間摩擦力：
f_地面=μ₂（G_A+G_B）=0.2×（1kg+1.2kg）×10N/kg=4.4N，
B被勻速拉出時，A物體處于靜止狀態(tài)，所以A水平方向受到的B對它向左的摩擦力與甲彈簧測力計對它向右的拉力是一對平衡力，
故甲彈簧測力計示數：F_甲=f_AB=1N；
B被勻速拉出時，B水平方向受到彈簧測力計對它向左的拉力、A對它向右的摩擦力以及地面對它向右的摩擦力，這幾個是平衡力，
故乙彈簧測力計示數：F_乙=f_AB+f_地面=1N+4.4N=5.4N．
故答案為：（1）物塊與接觸面的動摩擦因數大小為0.2，動摩擦因數μ可能與接觸面的材料有關；
（2）勻速抽出物塊B，則彈簧測力計甲、乙的示數分別為1N和5.4N．

點評 本題考查了對滑動摩擦力的理解、平衡力的應用，要能根據所學知識與問題結合起來，求彈簧測力計示數的大小的關鍵是對A、B物體進行正確的受力分析．本題與高中知識接軌，對能力要求較高．