Question

18．阿牛想測出物塊與水平面的動摩擦因數(shù)，將一質(zhì)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(shù)為4N，如圖一所示．請思考：
（1）物塊與接觸面的動摩擦因數(shù)大小為多少？請你猜測動摩擦因數(shù)μ可能與哪些因素有關(guān)？
（2）阿牛為了深入探究摩擦力，設(shè)置了如圖二所示的裝置，已知物塊A質(zhì)量為1kg，物塊B質(zhì)量為1.2kg．AB間動摩擦因數(shù)μ₁=0.1，物塊B與地面的動摩擦因數(shù)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(shù)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(guān)，由猜想摩擦力與動摩擦因數(shù)的關(guān)系并計算其大��；
（2）由AB間動摩擦因數(shù)計算AB間的摩擦力的大小；同理計算B與地面間的摩擦力；B被勻速抽出，對A、B物體進(jìn)行受力分析，由平衡力判斷甲乙測力計的示數(shù)大�。�

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(guān)，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(shù)可能與接觸面的材料有關(guān)；
由此我們可以猜想：f=μF（F表示壓力），
由題，質(zhì)量m=2kg物體放在水平面上勻速運(yùn)動進(jìn)，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(zhì)量為1kg，AB間動摩擦因數(shù)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?fàn)顟B(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(shù)：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(shù)：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(shù)大小為0.2，動摩擦因數(shù)μ可能與接觸面的材料有關(guān)；
（2）勻速抽出物塊B，則彈簧測力計甲、乙的示數(shù)分別為1N和5.4N．

點(diǎn)評 本題考查了對滑動摩擦力的理解、平衡力的應(yīng)用，要能根據(jù)所學(xué)知識與問題結(jié)合起來，求彈簧測力計示數(shù)的大小的關(guān)鍵是對A、B物體進(jìn)行正確的受力分析．本題與高中知識接軌，對能力要求較高．