Question

如图所示，左图表示用水平力F拉动水平面上的物体，使其做匀加速直线运动．当改变拉力的大小时，相对应的加速度a也会变化，a和F的关系如图所示．
（1）根据图线中信息，求物体的质量及物体与水平面的动摩擦因数；
（2）在该物体上放一个与该物体质量相同的砝码，保持砝码与该物体相对静止，其他条件不变，请在右图的坐标上画出相应的a-F图线．（不要求写出作图过程）

Answer 1

解：（1）由牛顿运动定律可知：可见，图线的斜率表示物体质量的倒数，则m=0.5kg
当 a=0时，F=f，所以图线延长线与横轴的交点表示物体与水平面之间的滑动摩擦力或最大静摩擦力
由图象可知：f=1N
由f=μmg得：．
（2）根据a=知，质量变为原来的两倍，斜率的变为原来的．质量变为原来的2倍，滑动摩擦力变为原来的2倍，即a=0时，F=2N．然后作图．如图所示．
分析：（1）根据牛顿第二定律求出a和F的关系式，根据图线的斜率求出物体的质量．根据a=0时，拉力F=f=1N，然后根据f=μmg求出动摩擦因数．
（2）根据a=知，质量变为原来的两倍，斜率的变为原来的．当F=f时，a=0．质量变为原来的2倍，则滑动摩擦力变为原来的2倍，即a=0时，F=2N．
点评：解决本题的关键通过牛顿第二定律求出a和F的关系式，知道图线的斜率表示质量的倒数，以及知道a=0时，拉力等于摩擦力．