Question

【題目】利用如圖所示的裝置探究摩擦力時，第一次將一木塊P放在木板上，當將下面的木板以速度v勻速抽出時，彈簧秤讀數為10N，第二次在木塊P上放1kg的重物后，也以速度v勻速水平抽出木板時，彈簧秤的讀數為12．5N。g=10m/s2。求：

（1）木塊P與木板之間的動摩擦因數μ；

（2）如果第二次水平抽出木板時的速度是2v，則彈簧秤的讀數應是多少？

（3）在木塊上再加放了0．6kg的重物，則將木板水平抽出時彈簧秤的讀數為多大？

Answer 1

【答案】（1）動摩擦因數為0．25；（2）拉力為12．5N；（3）拉力應變為14N

【解析】試題分析：（1）第一次：N1=G1="mg" ①

f1=μN1②

F1=f1③

聯立①②③可得：F1=f1="μmg" ④

第二次：N2=G2=（m+△m）g ⑤

f2=μN2⑥

F2=f2⑦

聯立⑤⑥⑦式 可得：F2=f2=μ（m+△m）g ⑧

由④⑧兩式可得：F2-F1="μ△mg" ⑨

P與木板之間的動摩擦因數：0．25；

（2）摩擦力大小與相對運動的速度大小無關，所以彈簧秤的讀數還是12．5N．

故如果第二次抽出木板時的速度是2v，則彈簧秤的讀數為12．5N．

（3）若再加一木塊，摩擦力應增加f=μm′g=0．25×0．6×10=1．5N；

故摩擦力應變化為：f3=12．5+1．5=14N；

因彈簧的拉力等于摩擦力；故拉力T=f3=14N．