Question

【題目】如圖甲所示，一塊質量為0.2 kg 的長方體鐵盒（長、寬、高分別為12cm、10cm、10cm）被吸附在豎直放置且足夠長的磁性黑板上，在豎直方向的拉力F＝3N的作用下向下運動，鐵盒運動速度v 與時間t 的關系圖象如圖乙所示.則鐵盒受到的摩擦力為N.若想讓鐵盒向上以0.4m/s做勻速直線運動，則需要向上的拉力為N.當鐵盒不同表面吸在豎直磁性黑板上時，若磁性平板與鐵盒之間的吸引力均為3.6N，則此時受到的摩擦力為N，鐵盒對磁性黑板最小的壓強為Pa.

Answer 1

【答案】5；7；2；300
【解析】由乙圖可見，鐵盒在豎直方向下運動時，速度保持不變，因此鐵盒做勻速直線運動，鐵盒受到平衡力的作用，在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向上的摩擦力f和豎直向下的拉力F，根據平衡力的特點，故鐵盒受到摩擦力大小f=F+G=3N+0.2kg×10N/kg=5N；鐵盒在豎直方向向上運動時，速度為0.4m/s保持不變，此時鐵盒做勻速直線運動，鐵盒受到平衡力的作用；在豎直方向上受到豎直向下的重力G、豎直向下的摩擦力f和豎直向上的拉力F′，根據平衡力的特點，故鐵盒受到的拉力大小F′=f+G=5N+0.2kg×10N/kg=7N；

當鐵盒不同表面吸在豎直磁性黑板上時，鐵盒處于靜止狀態，重力與摩擦力二力平衡，f′=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N；鐵盒與磁性平板間的受力面積S=12cm×10cm=120cm2 =1.2×10-2 m3 ，磁性平板與鐵盒之間的吸引力為3.6N，則壓力F′′=3.6N，鐵盒對磁性平板最小的壓強為p=F/S=3.6N/1.2×102m2=300Pa.

所以答案是：5；7；2；300.

【考點精析】關于本題考查的二力平衡條件的應用和壓強的大小及其計算，需要了解二力平衡的條件是：作用在同一物體上的兩個力大小相等，方向相反，且作用在同一直線上，即合力為零．（一物、二力、等大、反向、同直線）；壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）才能得出正確答案．