Question

【題目】大量研究表明：當接觸面的粗糙程度一定時，物體所受的滑動摩擦力與物體對接觸面的壓力成正比．如圖甲所示，用壓力F將一質量為0.15kg的物體壓在豎直墻壁上，壓力F隨時間的變化圖像如圖乙所示，物體的運動速度v隨時間的變化圖像如圖丙所示．由圖象可知當t=1s時，物體處于_______狀態．物體所受到的摩擦力為_______N．t=3s時，物體受到的摩擦力為_____N．

Answer 1

【答案】靜止 1.5 1

【解析】

[1][2]將物體壓在豎直的墻壁上，在豎直方向上物體受豎直向下的重力G、豎直向上的摩擦力f的作用；在水平方向上物體受水平向左的壓力F、水平向右的支持力FN作用；由v-t圖象可知，在0～2s內，物體的速度為零，即物體靜止，由力的平衡條件可得：

f=G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N；

所以當t=1s時，物體處于平衡狀態，物體所受摩擦力為1.5N；

[3]由v-t圖象可知，在2～4s內物體的速度越來越大，物體做加速運動；在4～6s內物體做勻速直線運動，處于平衡狀態，由力的平衡條件可得，物體受到的滑動摩擦力

f滑=G=1.5N；

由圖乙可知，在4～6s內壓力大小為3N，當接觸面的粗糙程度一定時，物體所受的滑動摩擦力與物體對接觸面的壓力成正比，所以

f滑=kFN，

1.5N= k×3N，

k=0.5，

由圖乙可知，t=3s時，物體做加速運動，壓力大小為2N，摩擦力的大小

f滑1=kFN1=0.5×2N=1N．