Question

【题目】在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图甲所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从0开始逐渐增大，分别用力传感器采集拉力F和木块所受到的摩擦力Ff ， 并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图象，如图乙所示．已知木块质量m=0.78kg．

（1）求木块与长木板间的最大静摩擦力Ffm和木块与长木板间的动摩擦因数；
（2）如图丙，木块在与水平方向成37°角斜向右上方的恒定拉力F1作用下，以a=2m/s2的加速度从静止开始在长木板上做匀变速直线运动，如图丙所示．拉力F1大小应为多大？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）
（3）木块在（2）问中的恒定拉力F1作用下，从A点由静止开始运动一段时间后，撤去拉力F1 ， 木块继续沿直线运动到B点，已知AB间长度x=6m，求拉力F1作用的最短时间t0 ．

Answer 1

【答案】
（1）解：由图乙可得，最大静摩擦力Ffm=3.12N；

开始运动后，由图滑动摩擦力Ff=3.12N

则Ff=FN

而FN=mg

解得=0.4

答：木块与长木板间的最大静摩擦力3.12N，木块与长木板间的动摩擦因数0.4；

（2）解：根据矢量的合成法则，结合牛顿第二定律，

那么水平方向：F1cosθ﹣Ff=ma

F1sinθ+FN﹣mg=0

解得：F1= =4.5N

答：拉力F1大小应为4.5N；

（3）解：要F1作用时间最短，则木块到达B点时速度减为零．

F1后作用时木块加速度为a，撤去F1后木块加速度为a1，

则有mg=ma1

解得：a1=g=4m/s2

设撤去F1时木块的速度为vm

则x= =

解得：vm=4m/s

由t0=

答：拉力F1作用的最短时间2s．

【解析】本题主要考查滑动摩擦力、利用牛顿第二定律解决问题以及运用运动学公式进行的有关计算，对物体进行正确的受力分析是关键，以及分析物体的运动过程，属于基础题.
【考点精析】解答此题的关键在于理解滑动摩擦力的相关知识，掌握滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算，其中FN 是物体的正压力，不一定等于物体的重力，甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态，利用平衡条件或牛顿定律来求解，以及对静摩擦力的理解，了解静摩擦力:静摩擦力大小可在0与fmax 之间变化，一般应根据物体的运动状态由平衡条件或牛顿定律来求解．