Question

【題目】傳感器在物理實驗中可以方便的將數據轉換成圖像,如圖甲所示是用拉力傳感器研究“影響滑動摩擦力的因素”的實驗.當A 端的拉力均勻增加,最初物體處于靜止狀態,3s 后物體開始運動,物體運動后改變拉力,4s 后物體處于勻速直線運動狀態.根據傳感器的數據,計算機繪制了如圖乙所示的圖像。

(1)要測出滑動摩擦力的大小,必須______拉動物體,測量滑動摩擦力時用到的物理知識是______。

(2)0-3s 物體處于_____狀態(選填“靜止”“勻速運動”或“加速運動”);當用拉力 F=5.2N 拉靜止的物體時, 物體所受摩擦力大小為_________ N;若 F=5.8N,物體所受摩擦力大小為______N。

(3)為研究滑動摩擦力 f 與接觸面受到壓力 F 的關系,在重力為 17N 的物體上每次增加 1N 重的砝碼,如圖丙所示,規范操作測出滑動摩擦力.實驗測量數據如下表：

請根據以上數據得出 f 與 FN 的關系式______。

Answer 1

【答案】水平勻速直線二力平衡靜止5.25.1f=0.3FN

【解析】

（1）要測出滑動摩擦力的大小，必須在水平方向勻速拉動物體，即物體在水平方向做勻速直線運動，此時在水平方向上受到平衡力的作用，即拉力與靜摩擦力是一對平衡力，其大小相等，所以，測量滑動摩擦力時用到的物理知識是：二力平衡；

（2）根據題意知道，最初物體處于靜止狀態,3s 后物體開始運動，所以，0～3s物體處于靜止狀態，由圖知道，當用F=5.2 N的拉力拉靜止物體時，靜止的物體在水平方向上受到平衡力的作用，所以，拉力與靜摩擦力是一對平衡力，其大小相等，故木塊所受摩擦力大小為5.2N；木塊在4s后處于勻速直線運動狀態，所受拉力F=5.1N，與滑動摩擦力是一對平衡力，所以，摩擦力是f=5.1N；當用F=5.8牛的水平拉力拉木塊時，木塊將做加速運動，而木塊所受摩擦力大小不會變化，由于壓力和粗糙程度都未變，所以摩擦力大小仍為5.1N；

（3）從表格中數據知道，拉力與壓力大小的比值不變，即摩擦力與所受壓力的比值是0.3，所以，摩擦力大小與接觸面受到壓力之間的關系是f=0.3FN