Question

【题目】传感器在物理实验中可以方便的将数据转换成图像,如图甲所示是用拉力传感器研究“影响滑动摩擦力的因素”的实验.当A 端的拉力均匀增加,最初物体处于静止状态,3s 后物体开始运动,物体运动后改变拉力,4s 后物体处于匀速直线运动状态.根据传感器的数据,计算机绘制了如图乙所示的图像。

(1)要测出滑动摩擦力的大小,必须______拉动物体,测量滑动摩擦力时用到的物理知识是______。

(2)0-3s 物体处于_____状态(选填“静止”“匀速运动”或“加速运动”);当用拉力 F=5.2N 拉静止的物体时, 物体所受摩擦力大小为_________ N;若 F=5.8N,物体所受摩擦力大小为______N。

(3)为研究滑动摩擦力 f 与接触面受到压力 F 的关系,在重力为 17N 的物体上每次增加 1N 重的砝码,如图丙所示,规范操作测出滑动摩擦力.实验测量数据如下表：

请根据以上数据得出 f 与 FN 的关系式______。

Answer 1

【答案】水平匀速直线二力平衡静止5.25.1f=0.3FN

【解析】

（1）要测出滑动摩擦力的大小，必须在水平方向匀速拉动物体，即物体在水平方向做匀速直线运动，此时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，所以，测量滑动摩擦力时用到的物理知识是：二力平衡；

（2）根据题意知道，最初物体处于静止状态,3s 后物体开始运动，所以，0～3s物体处于静止状态，由图知道，当用F=5.2 N的拉力拉静止物体时，静止的物体在水平方向上受到平衡力的作用，所以，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5.2N；木块在4s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，所以，摩擦力是f=5.1N；当用F=5.8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，由于压力和粗糙程度都未变，所以摩擦力大小仍为5.1N；

（3）从表格中数据知道，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=0.3FN