Question

在研究摩擦力特點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)中，將木塊放在水平長木板上，如圖a所示，用力沿水平方向拉木塊，拉力從0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(jì)算機(jī)繪制出摩擦力F_f 隨拉力F的變化圖像，如圖b所示．已知木塊質(zhì)量為0.78kg．取重力加速度g=10m/s²，sin37°=0.60，cos37°=0.80．

（1）求木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)．

（2）若木塊在與水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s²的加速度從靜止開始做勻變速直線運(yùn)動，如圖c所示．拉力大小應(yīng)為多大？

（3）在（2）中力作用2s后撤去拉力F，求運(yùn)動過程中摩擦力對木塊做的功．

Answer 1

(1) 0.4     (2) 4.5N   （3）-14.4J

解析:

（1）由（b）圖可知，木塊所受到的滑動摩擦力F_f =3.12N 

由F_f =μF_N                                                                   

得μ====0.4                        

（2）物體受重力G、支持力F_N、拉力F和摩擦力F_f作用．將F分解為水平和豎直兩方向，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律

Fcosθ-F_f=ma   Fsinθ +F_N= mg                                       

F_f =μF_N                                             

聯(lián)立各式得F=4.5N                                     

（3）全過程應(yīng)用動能定理

W_F＋W_f=0     

W_F=Fxcosθ  

 x=       

代入數(shù)據(jù)得W_f=-14.4J