Question

2．用彈簧秤測(cè)定一個(gè)木塊A和木塊B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，如圖所示的兩種裝置．

（1）為了用彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)表示滑動(dòng)摩擦力，圖示裝置的兩種情況中，木塊A是否都一定要做勻速運(yùn)動(dòng)？
（2）若木塊A做勻速運(yùn)動(dòng)，甲圖中A、B間摩擦力是否等于拉力F_A的大小？
（3）若A、B的重力分別為100N和150N，甲圖中當(dāng)物體A被拉動(dòng)時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)為60N，拉力F_a=110N，求A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ，你認(rèn)為哪種裝置更優(yōu)？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系，摩擦力的大小與彈簧的示數(shù)相等，求摩擦力也就是看彈簧的讀數(shù)，甲中B靜止，B受到的摩擦力始終等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，所以A不一定要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)，而乙圖中，A是運(yùn)動(dòng)的，要使A受到的摩擦力始終等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，A一定要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)；
（2）以A為研究對(duì)象受力分析，根據(jù)平衡條件列方程判斷AB間拉力與F_A的關(guān)系；
（3）根據(jù)μ=$\frac{f}{{F}_{N}}$求解．

解答 解：（1）求摩擦力也就是看彈簧的讀數(shù)，甲中B靜止，B受到的摩擦力始終等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，所以A不一定要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)，而乙圖中，A是運(yùn)動(dòng)的，要使A受到的摩擦力始終等于彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)，A一定要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)；
（2）設(shè)B對(duì)A的摩擦力為：f_BA，地面對(duì)A的摩擦力為f，則根據(jù)平衡條件：F_A=f_BA+f，故f_BA≠F_A；
（3）甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)為60N，即B受到的滑動(dòng)摩擦力為60N，則知：
$μ=\frac{{f}_{AB}}{{G}_{B}}=\frac{60}{150}=0.4$
由于甲裝置對(duì)A的運(yùn)動(dòng)沒(méi)有要求，故最優(yōu)
答：（1）甲中A不一定要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)乙中A一定要?jiǎng)蛩龠\(yùn)動(dòng)；
（2）若木塊A做勻速運(yùn)動(dòng)，（甲）圖中A、B間摩擦力不等于拉力F_A；
（3）A、B間的μ為0.4，甲裝置最優(yōu)．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了作用力與反作用力、平衡力的關(guān)系，特別是注意根據(jù)給出的彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和拉力F_A，分析判斷出要用哪一個(gè)數(shù)據(jù)，是解答本題的難點(diǎn)，這對(duì)于學(xué)生有一定的迷惑性