Question

【題目】在研究摩擦力特點的實驗中，將木塊放在水平長木板上，如圖甲所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0開始逐漸增大，分別用力傳感器采集拉力F和木塊所受到的摩擦力Ff ， 并用計算機繪制出摩擦力Ff隨拉力F的變化圖象，如圖乙所示．已知木塊質量m=0.78kg．

（1）求木塊與長木板間的最大靜摩擦力Ffm和木塊與長木板間的動摩擦因數；
（2）如圖丙，木塊在與水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F1作用下，以a=2m/s2的加速度從靜止開始在長木板上做勻變速直線運動，如圖丙所示．拉力F1大小應為多大？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（3）木塊在（2）問中的恒定拉力F1作用下，從A點由靜止開始運動一段時間后，撤去拉力F1 ， 木塊繼續沿直線運動到B點，已知AB間長度x=6m，求拉力F1作用的最短時間t0 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖乙可得，最大靜摩擦力Ffm=3.12N；

開始運動后，由圖滑動摩擦力Ff=3.12N

則Ff=FN

而FN=mg

解得=0.4

答：木塊與長木板間的最大靜摩擦力3.12N，木塊與長木板間的動摩擦因數0.4；

（2）解：根據矢量的合成法則，結合牛頓第二定律，

那么水平方向：F1cosθ﹣Ff=ma

F1sinθ+FN﹣mg=0

解得：F1= =4.5N

答：拉力F1大小應為4.5N；

（3）解：要F1作用時間最短，則木塊到達B點時速度減為零．

F1后作用時木塊加速度為a，撤去F1后木塊加速度為a1，

則有mg=ma1

解得：a1=g=4m/s2

設撤去F1時木塊的速度為vm

則x= =

解得：vm=4m/s

由t0=

答：拉力F1作用的最短時間2s．

【解析】本題主要考查滑動摩擦力、利用牛頓第二定律解決問題以及運用運動學公式進行的有關計算，對物體進行正確的受力分析是關鍵，以及分析物體的運動過程，屬于基礎題.
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解滑動摩擦力的相關知識，掌握滑動摩擦力:利用公式f=μF N 進行計算，其中FN 是物體的正壓力，不一定等于物體的重力，甚至可能和重力無關.或者根據物體的運動狀態，利用平衡條件或牛頓定律來求解，以及對靜摩擦力的理解，了解靜摩擦力:靜摩擦力大小可在0與fmax 之間變化，一般應根據物體的運動狀態由平衡條件或牛頓定律來求解．