Question

13．如圖（a）所示，將質(zhì)量為500g的木塊放在水平長木板上，用力沿水平方向拉木塊，拉力從零開始逐漸增大，分別用力傳感器采集拉力和木塊所受到的摩擦力，并用計算機(jī)繪制出摩擦力f隨拉力F的變化圖線如圖（b）所示．
（1）求木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)；
（2）若木塊在恒定的水平拉力F作用下，以2m/s²的加速度從靜止開始沿長木板做勻加速直線運動，拉力F應(yīng)為多大？
（3）在第（2）問中的拉力F作用t₀=1s后撤去，求木塊整個運動過程的平均速度大�。�

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖（b）可以求出木塊所受滑動摩擦力大小，然后根據(jù)F_f=F_Nμ可以求出木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)；
（2）應(yīng)用牛頓第二定律可以求出拉力大��；
（3）物塊在拉力作用下做初速度為零的勻加速直線運動，撤去拉力后物塊做勻減速直線運動直到速度為零，加速的末速度與減速的初速度相等，應(yīng)用勻變速直線運動的平均速度公式可以求出平均速度．

解答 解：（1）由（b）圖可知，木塊所受到的滑動摩擦力：f=2.0N，
由f=μN(yùn)=μmg可知，動摩擦因數(shù)：μ=$\frac{f}{mg}$=$\frac{2.0}{0.5×10}$=0.4；   
（2）由牛頓第二定律得：F-μmg=ma，解得：F=3N；
（3）拉力F作用t₀=1s撤去，撤去拉力時物體的速度：v=at₀=2×1=2m/s，
物體先做初速度為零的勻加速直線運動，后做勻減速直線運動直到速度為零，
兩過程的平均速度相等，整個過程的平均速度：$\overline{v}$=$\frac{v}{2}$=$\frac{2}{2}$=1m/s；
答：（1）木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為0.4；
（2）拉力F應(yīng)大小為3N；
（3）木塊整個運動過程的平均速度大小為1m/s．

點評 本題考查了丟動摩擦因數(shù)、拉力與平均速度問題，分析清楚物體運動過程、分析清楚圖示圖象是解題的前提，應(yīng)用滑動摩擦力公式、牛頓第二定律與運動學(xué)公式可以解題．