(2010?湖南模擬)在研究摩擦力的實驗中,將木塊放在水平長木板上,如圖(a)所示,用力沿水平方向拉木塊,拉力從零開始逐漸增大.分別用力傳感器采集拉力和木塊所受到的摩擦力,并用計算機繪制出摩擦力Ff隨拉力F的變化圖象,如圖(b)所示.已知木塊質量為8.0kg,重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos37°=0.80.
(1)求木塊與長木板間的動摩擦因數(shù);
(2)如圖(c),木塊受到恒力F=50N 作用,方向與水平成θ=37°角斜向右上方,求木塊從靜止開始沿水平面做勻變速直線運動的加速度;
(3)在(2)中拉力F作用2.0s后撤去,計算再經(jīng)過多少時間木塊停止運動?整個運動過程中摩擦力對木塊做了多少功?
分析:(1)勻速運動拉力等于摩擦力,由圖可知拉力大小,進而由摩擦力表達式可得摩擦力因數(shù).
(2)由牛頓第二定律可得加速度.
(3)撤去拉力之后,只受摩擦力,可得加速度,進而求得運動時間,由動能定理可求摩擦力做的功.
解答:解:(1)由圖(b)知:勻速運動時,拉力等于摩擦力,木塊所受到的滑動摩擦力Ff=32N
根據(jù) Ff=μFN              
FN=mg
解得:μ=
Ff
mg
=
32
8×10
=0.4           
(2)根據(jù)牛頓第二定律得:
Fcosθ-Ff=ma       
豎直方向有:Fsinθ+FN=mg       
解得:Ff=μFN=μ(mg-Fsinθ)
聯(lián)立解得:a=
Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)
m
=
50×0.8-0.4×(8×10-50×0.6)
8
m/s2
=2.5m/s2    
(3)撤去F后,加速度a′=μg=4m/s2       
繼續(xù)滑行時間:t=
at1
a′
=
2.5×2
4
s=1.25s

設運動過程中摩擦力對木塊做的功為Wf,根據(jù)動能定理有:
F?x1?cosθ+Wf=0     
又:x1=
1
2
at12=
1
2
×2.5×22m=5m
  
解得:
Wf=-Fx1cosθ=50×5×0.8J=-200J        
答:
(1)木塊與長木板間的動摩擦因數(shù)為0.4;
(2)木塊從靜止開始沿水平面做勻變速直線運動的加速度為2.5m/s2;   
(3)在(2)中拉力F作用2.0s后撤去,再經(jīng)過1.25s木塊停止運動,整個運動過程中摩擦力做功為-200J.
點評:本題考查了牛頓第二定律和運動學公式的綜合,知道加速度是聯(lián)系力學和運動學的橋梁.
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(1)在B、C、D三段紙帶中選出從紙帶A上撕下的那段應該是
C
C
.(填字母)

(2)紙帶A上,打點1時重物的速度
3.47
3.47
m/s(結果保留三位有效數(shù)字).
(3)當?shù)氐闹亓铀俣却笮∈?!--BA-->
9.00
9.00
m/s2(結果保留三位有效數(shù)字).

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