Question

8．物理学中可以用f=μN计算滑动摩擦力的大小（f为摩擦力，N为正压力，μ为动摩擦系数）．如图所示，以表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上一质量为400g的滑块通过轻绳绕过动滑轮，绳的另一端悬挂托盘，已知托盘质量为50克，当添加的砝码质量达到50克时，滑块恰好做匀速直线运动．
（1）请证明：滑块所受的摩擦力f大小等于钩码和托盘的总重力G_总．（提示：块的拉力和绳对托盘的拉力大小相等，记为F）
（2）求滑块和木板间的动摩擦因系数μ的大小．

Answer 1

分析 （1）当滑块做匀速直线运动运动时，根据二力平衡的知识，此时滑块受到的摩擦力等于绳子的拉力，即托盘和砝码的总重力；
（2）根据公式μ=$\frac{f}{{F}_{N}}$求滑片与木板间的动摩擦因数μ的大小．

解答 解：
（1）当滑块恰好做匀速直线运动时，滑块在水平方向上受到水平向右的拉力F和水平向左的摩擦力f是一对平衡力，所以f=F；
砝码盒托盘也在做匀速直线运动，则绳对托盘的拉力和砝码盒托盘的总重力是一对平衡力，即F=G_总；
已知绳对滑块的拉力和绳对托盘拉力大小相等，所以滑块所受摩擦力f=F=G_总=m_总g；
（2）滑块对水平木板的压力为：F_N=G_滑=m_滑g=0.4kg×10N/kg=4N；
滑块受到的摩擦力为：f=G_总=m_总g=（0.05kg+0.05kg）×10N/kg=1N；
由f=μF_N可得，滑块与木板间的动摩擦因数：μ=$\frac{f}{{F}_{N}}$=$\frac{1N}{4N}$=0.25．
答：（1）见解答过程；
（2）滑片与木板间的动摩擦因数为0.25．

点评 本实验根据物体受平衡力做匀速直线运动的原理测量摩擦力，平时训练中一定要加强应用基本规律解决实际问题的能力，强调知识的活学活用．