Question

10．某同學在探究摩擦力的實驗中采用了如圖所示的操作，將一個長方體木塊放在水平桌面上，然后用一個力傳感器對木塊施加一個水平拉力F，并用另外一個傳感器對木塊的運動狀態進行監測，如表是她記錄的實驗數據．木塊的重力為10.00N，重力加速度g=9.80m/s²，根據表格中的數據回答下列問題（答案要求有3位有效數字）：

實驗次數	運動狀態	水平拉力F/N
1	靜止	3.62
2	靜止	4.00
3	勻速	4.01
4	勻加速	5.01
5	勻加速	5.49

（1）木塊與桌面間的最大靜摩擦力F_fm＞4.01N；
（2）木塊與桌面間的動摩擦因數μ=0.401；
（3）實驗次數5中監測到的加速度a=1.45m/s²．

Answer 1

分析 （1）水平力作用下物體勻速運動時，所受滑動摩擦力等于水平拉力，最大靜摩擦力大于拉力；
（2）物體在水平力作用下沿水平面運動時，F_N=mg，F_f=F=F_Nμ由此可求出滑動摩擦因數大小；
（3）根據牛頓第二定律列方程可以求出物體的加速度大小．

解答 解：（1）當物體在水平拉力作用下勻速運動時，拉力大小等于滑動摩擦力大小，物體所受滑動摩擦力為：F_f=4.01N，最大靜摩擦力大于滑動摩擦力，因此f_m＞4.01N．
（2）滑動摩擦力為：F_f=F_Nμ…①
F_N=mg…②
聯立①②得：μ=$\frac{{F}_{f}}{mg}=\frac{4.01}{10.00}$=0.401．
（3）根據牛頓第二定律有：F₅-F_f=ma，
帶入數據解得：a=1.45m/s²．
故答案為：（1）4.01；（2）0.401；（3）1.45

點評 滑動摩擦力大小跟壓力大小、接觸面粗糙程度有關，跟物體受到的拉力大小、物體的運動速度都沒有關系，正確根據物體所處狀態列方程求解．