如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉一水平面上的木块,A端的拉力均匀增加,0~t1时间内木块保持静止状态,木块运动后改变拉力,使木块t2后处于匀速直线运动状态。计算机对数据进行处理后,得到如图乙所示拉力随时间变化图线,回答下列问题:
(1)当用F=5N的水平拉力拉静止的木块时,木块所受摩擦力大小为 N;若用F=6N的水平拉力拉木块,木块所受摩擦力大小为 N。
(2)如图丙所示,为研究滑动摩擦力F滑大小与接触面受到压力F压大小的关系,在重力为17N的木块上每次增加1N重的砝码,分别用水平拉力F使木块做匀速直线运动。实验测量数据如表:
木块对水平面压力F压(N) | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
水平拉力F(N) | 5.1 | 5.4 | 5.7 | 6.0 | 6.3 |
根据表格数据,得出滑动摩擦力F滑大小与接触面受到压力F压大小的关系式为 。
答案:
(1)5;5.1;
(2)F滑=0.3F压
解析:
(1)当用F=5牛的水平拉力拉静止的木块时,静止的木块在水平方向上受到平衡力的作用;即拉力与静摩擦力是一对平衡力,其大小相等;故木块所受摩擦力大小为5N;
木块在t2后处于匀速直线运动状态,所受拉力F=5.1N,与滑动摩擦力是一对平衡力,故摩擦力f=5.1N;当用F=6牛的水平拉力拉木块时,木块将做加速运动,而木块所受摩擦力大小不会变化,因为压力和粗糙程度都未变,故摩擦力大小仍为5.1N。
(2)在研究摩擦力大小与所受压力关系时,拉动物体做匀速直线运动,所以摩擦力与拉力是一对平衡力,因此
f=F。
从表格中数据可以看出,拉力与压力大小的比值不变,即摩擦力与所受压力的比值是0.3,所以摩擦力大小与接触面受到压力之间的关系是
F滑=0.3F压。
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