Question

【题目】大量研究表明：当接触面的粗糙程度一定时，物体所受的滑动摩擦力与物体对接触面的压力成正比．如图甲所示，用压力F将一质量为0.15kg的物体压在竖直墙壁上，压力F随时间的变化图像如图乙所示，物体的运动速度v随时间的变化图像如图丙所示．由图象可知当t=1s时，物体处于_______状态．物体所受到的摩擦力为_______N．t=3s时，物体受到的摩擦力为_____N．

Answer 1

【答案】静止 1.5 1

【解析】

[1][2]将物体压在竖直的墙壁上，在竖直方向上物体受竖直向下的重力G、竖直向上的摩擦力f的作用；在水平方向上物体受水平向左的压力F、水平向右的支持力FN作用；由v-t图象可知，在0～2s内，物体的速度为零，即物体静止，由力的平衡条件可得：

f=G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N；

所以当t=1s时，物体处于平衡状态，物体所受摩擦力为1.5N；

[3]由v-t图象可知，在2～4s内物体的速度越来越大，物体做加速运动；在4～6s内物体做匀速直线运动，处于平衡状态，由力的平衡条件可得，物体受到的滑动摩擦力

f滑=G=1.5N；

由图乙可知，在4～6s内压力大小为3N，当接触面的粗糙程度一定时，物体所受的滑动摩擦力与物体对接触面的压力成正比，所以

f滑=kFN，

1.5N= k×3N，

k=0.5，

由图乙可知，t=3s时，物体做加速运动，压力大小为2N，摩擦力的大小

f滑1=kFN1=0.5×2N=1N．