在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图(a)所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从零开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘

发布时间:2020-08-09 00:28:51

在研究摩擦力特点的实验中,将木块放在水平长木板上,如图(a)所示,用力沿水平方向拉木块,拉力从零开始逐渐增大.分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力,并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象,如图(b)所示.已知木块质量为0.78kg,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.

(1)求木块与长木板间的动摩擦因数;
(2)如图(c),若木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下,以a=2m/s2的加速度从静止开始沿水平面做匀变速直线运动,拉力大小应为多大?
(3)在(2)中力作用2s后撤去拉力F,再经过多少时间木块停下?整个运动过程中摩擦力对木块做了多少功?

网友回答

解:(1)由(b)图可知,木块所受到的滑动摩擦力Ff=3.12N??
由Ff=μFN?
????得?μ===0.4???
(2)根据牛顿运动定律得:Fcosθ-Ff=maFsinθ+FN=mg???
??Ff=μFN
联立各式得:F=4.5N???
(3)撤去拉力后a′=μg=4m/s2,
所以停下的时间t2==1s
应用动能定理得:Fs1cosθ+Wf=0
s1=at12=4m
??代入数据得Wf=-14.4J?
答:(1)求木块与长木板间的动摩擦因数是0.4;
(2)拉力大小应为4.5N???
(3)在(2)中力作用2s后撤去拉力F,再经过1s木块停下.整个运动过程中摩擦力对木块做了-14.4J?功.
解析分析:(1)根据图(b)可以求出木块所受滑动摩擦力大小,然后根据Ff=FNμ可以求出木块与长木板间的动摩擦因数;
(2)对木块进行受力分,根据其运动状态可知其竖直方向上合外力为零,水平方向合外力提供加速度,由此列方程可正确解答.
(3)根据牛顿第二定律和运动学公式求出时间,运用动能定理求出摩擦力对木块做的功.

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;正确受力分析,根据运动状态列方程求解.
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