Question

2．用一水平力F拉靜止在水平面上的物體，在F從0開始逐漸增大的過程中，加速度a隨外力F變化的圖象如圖所示，g=10m/s²，水平面各處粗糙程度相同，則由此可以計算出（　�。�

• A． 物體與水平面間的動摩擦因數(shù)
• B． 外力F為12N時物體的位移
• C． 外力F為12N時物體的速度
• D． 物體的質量

Answer 1

分析 水平拉力F拉靜止在水平面上的物體時，在物體運動前，摩擦力隨拉力的增大而增大，當拉力大于最大靜摩擦力時，物體開始運動，此時物體產(chǎn)生的加速度與拉力的變化關系可由牛頓第二定律F_合=ma⇒$a=\frac{F-f}{m}$得到．根據(jù)圖象可知，物體產(chǎn)生加速瞬間的拉力大小為圖象和F軸的截距，此時拉力F大小等于物體的滑動摩擦力，在中學階段題目中沒有明確說明最大靜摩擦力的情況下可認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，所以可求最大靜摩擦力的大小．

解答 解：A、物體受力和運動分析，物體在拉力作用下由于拉力小于最大靜摩擦力，所以處于平衡狀態(tài)，當拉力大于最大靜摩擦力的時候，物體開始產(chǎn)生加速即開始運動，所以a-F圖象中，圖象與F軸的截距大小即為物體受到的最大靜摩擦力，根據(jù)圖象可以求得截距，為最大靜摩擦力；
根據(jù)牛頓第二定律：F_合=F-f=ma，
將F=12N時的加速度為5，F(xiàn)=6N時的加速度為0.4分別代入，得：
12-f=5m   ①
6-f=0.4m   ②
聯(lián)立得：$m=\frac{3}{2.3}$kg，f=5.48N
得到物體的質量m和受到的摩擦力，代入f=μF_N=μmg可得物體的動摩擦因數(shù)μ，故AD正確；
C、因為圖象只給出作用力與加速度的對應關系，且物體做加速度逐漸增大的加速運動，沒有時間因子，故無法算得物體在12N拉力時所對應的速度，也不能求出外力．
故選：AD

點評 在摩擦力中，對于最大靜摩擦力的認識，并能知道，最大靜摩擦力在沒有特別說明的情況下等于物體受到的滑動摩擦力．本題易造成漏選．