(2010?上海模擬)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Ff隨拉力F的變化圖象,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(dòng)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(dòng),如圖c所示.拉力大小應(yīng)為多大?
分析:(1)根據(jù)圖(b)可以求出木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小,然后根據(jù)Ff=FNμ可以求出木塊與長木板間的動(dòng)摩擦因數(shù);
(2)對(duì)木塊進(jìn)行受力分,根據(jù)其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可知其豎直方向上合外力為零,水平方向合外力提供加速度,由此列方程可正確解答.
解答:解:(1)由(b)圖可知,木塊所受到的滑動(dòng)摩擦力:Ff=3.12N
由Ff=μFN得:
μ=
Ff
FN
=
Ff
mg
=
3.12
0.78×10
=0.4
故μ=0.4.
(2)物體受重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff作用.將F分解為水平和豎直兩方向,根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律
Fcosθ-Ff=ma  ①
Fsinθ+FN=mg      ②
Ff=μFN      ③
聯(lián)立①②③各式得:F=4.5N.
故拉力的大小為:F=4.5N.
點(diǎn)評(píng):滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小、接觸面粗糙程度有關(guān),跟物體受到的拉力大小、物體的運(yùn)動(dòng)速度都沒有關(guān)系;正確受力分析,根據(jù)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)列方程求解.
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2
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(1)當(dāng)P環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)減少的重力勢能△EP;
(2)當(dāng)P環(huán)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度v;
(3)在運(yùn)動(dòng)過程中,P環(huán)能達(dá)到的最大速度vm
(4)若將桿換成長2
2
R
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a
a
(選“a”或“b”);若選擇M點(diǎn)所在的等勢面為零勢面,則N點(diǎn)電勢為
100
100
V.

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