下的压力,作用点在地面上,方向垂直于地面向下。 四、实验探究题
21.(2019北京)某同学为了测出木块A在水平桌面上运动的过程中所受滑动摩擦力的大小,采用了如图所示的实验装置。
(1)他用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做 直线运动。 (2)请你画出(1)中木块A的受力示意图,并分析说明这种运动状态下,弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小的依据。 【答案】(1)匀速;
(2)见解析图; 由于木块A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,所以f=F,则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。
【解析】(1)用弹簧测力计水平拉动木块A,应使木块A沿水平桌面做匀速直线运动,这样做的目的是便于测出木块所受滑动摩擦力的大小;
(2)木块A沿水平桌面做匀速直线运动,木块A在水平方向上受拉力F和滑动摩擦力f,在竖直方向上受重力G和支持力F支,受力示意图如下图所示。
由于木块A做匀速直线运动,处于平衡状态,拉力和滑动摩擦力为一对平衡力,所以f=F,则弹簧测力计的示数能表示木块A所受滑动摩擦力大小。
22.(2019安徽省)图为研究“影响滑动摩擦力大小的因素”实验的示意图。
实验的过程为:
a.用弹簧测力计缓缓拉动木块。使它沿水平长木板滑动,当测力计示数稳定后,该示数即
为此状态下滑动摩擦力的大小。
b.改变放在木块上的砝码。测出此种情况F的滑动摩擦力。
c.换用材料相同但表面粗糙的长木板,保持木块上的砝码不变,测出此种情况下的滑动摩擦力。 …
(1)该实验的原理是:________; (2)该实验的结论是:________。
【答案】(1)二力平衡(2)滑动摩擦力的大小跟压力大小及接触面积的粗糙程度有关 【解析】(1)用弹簧测力计水平拉动木块做匀速直线运动时,拉力与摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可得出二者大小相等;(2)比较a、b次实验可知,接触面的粗糙程度,压力大小不同,结果摩擦力的大小不同,所以滑动摩擦力的大小与压力大小有关;比较a、c两次使用数据可知,压力大小相同,接触粗糙程度不同,结果摩擦力的大小不同,说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关;综上分析可知,该实验的结论是:动摩擦力的大小跟压力大小及接触面积的粗糙程度有关。 五、计算题
23.(2018安徽)如图所示,一个重为G的物体放在水平地面上,在水平向右的拉力F作用下,沿水平面向右作匀速直线运动,已知G=40N,F=10N。
(1)求运动过程中物体受到的滑动摩擦力f的大小;
(2)我们知道,滑动摩擦力f的大小是由物体接触面间的压力FN和接触面的粗糙程度决定的。物理学中用动摩擦因数μ表示接触面的粗糙程度,则有关系式f=μFN成立。求图中物体与地面间的动摩擦因数μ。 【答案】(1)10N(2)0.25
【解析】(1)因为物体做匀速运动,水平方向受力平衡,所以,f=F=10N (2)当物体放在水平地面上时FN=G=40N 由f=μFN可得μ=0.25
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