Question

如圖所示，左圖表示用水平力F拉動(dòng)水平面上的物體，使其做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．當(dāng)改變拉力的大小時(shí)，相對(duì)應(yīng)的加速度a也會(huì)變化，a和F的關(guān)系如圖所示．
（1）根據(jù)圖線中信息，求物體的質(zhì)量及物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)；
（2）在該物體上放一個(gè)與該物體質(zhì)量相同的砝碼，保持砝碼與該物體相對(duì)靜止，其他條件不變，請(qǐng)?jiān)谟覉D的坐標(biāo)上畫出相應(yīng)的a-F圖線．（不要求寫出作圖過(guò)程）

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)牛頓第二定律求出a和F的關(guān)系式，根據(jù)圖線的斜率求出物體的質(zhì)量．根據(jù)a=0時(shí)，拉力F=f=1N，然后根據(jù)f=μmg求出動(dòng)摩擦因數(shù)．
（2）根據(jù)a=知，質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，斜率的變?yōu)樵瓉?lái)的．當(dāng)F=f時(shí)，a=0．質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，則滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，即a=0時(shí)，F(xiàn)=2N．
解答：解：（1）由牛頓運(yùn)動(dòng)定律可知：可見(jiàn)，圖線的斜率表示物體質(zhì)量的倒數(shù)，則m=0.5kg
當(dāng) a=0時(shí)，F(xiàn)=f，所以圖線延長(zhǎng)線與橫軸的交點(diǎn)表示物體與水平面之間的滑動(dòng)摩擦力或最大靜摩擦力
由圖象可知：f=1N
由f=μmg得：．
（2）根據(jù)a=知，質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的兩倍，斜率的變?yōu)樵瓉?lái)的．質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，滑動(dòng)摩擦力變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，即a=0時(shí)，F(xiàn)=2N．然后作圖．如圖所示．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵通過(guò)牛頓第二定律求出a和F的關(guān)系式，知道圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，以及知道a=0時(shí)，拉力等于摩擦力．