Question

11．運用知識解決問題：
（1）汽車輪胎上刻有凹凸不平的花紋，這是利用在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度的方法來增大（“增大”或“減小”）摩擦．
（2）請畫出圖1中漂浮在水面上的小球所受力的示意圖．
（3）如圖2所示的輕質杠桿AB，OA=20cm、OB=40cm，物體M體積為8×10^-3m³，小明在B端施加100N的力使杠桿水平平衡，此時物體M受到水平面的支持力是40N，則物體M的密度為3×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）增大摩擦力的方法：在接觸面粗糙程度一定時，通過增大壓力來增大摩擦力；在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力．
（2）漂浮的小球在水中受重力與浮力的作用，重力的方向豎直向下，浮力的方向豎直向上，并且二力是一對平衡力．
（3）根據(jù)杠桿平衡條件和力的合成求出物體的重力，然后利用重力公式求出質量，再利用密度公式計算密度．

解答 解：（1）汽車輪胎上刻有凹凸不平的花紋，這是在壓力一定時，通過增大接觸面的粗糙程度來增大摩擦力．
（2）漂浮的小球在水中受重力與浮力的作用，過球心分別沿豎直向下和豎直向上的方向畫一條帶箭頭的線段，用符號G和F_浮表示，因為這兩個力是一對平衡力，所以作圖時兩條線段長度．如圖所示：

（3）設杠桿對物體M的拉力為T，
由杠桿平衡條件得：T×OA=F×OB，即：T×20cm=100N×40cm，
解得：T=200N，
物體的重力G=F_M+T=40N+200N=240N，
物體的質量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{240N}{10N/kg}$=24kg，
物體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{24kg}{8×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=3×10³kg/m³．
故答案為：
（1）在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度；增大；
（2）見解答圖；
（3）3×10³．

點評 此題考查增大摩擦的方法、力的示意圖的畫法、杠桿平衡條件的應用，涉及到重力和密度的計算，是一道綜合性較強的題目，屬于中檔題．