Question

【題目】在物理上，可以用公式f=μFN來計算滑動摩擦力的大小，其中f表示摩擦力，FN表示壓力，μ叫動摩擦因數．如圖所示，一表面粗糙的木板固定在水平桌面上，木板上質量為500g的滑塊通過輕繩繞過定滑輪，繩的另一端懸掛托盤，已知托盤質量為50g，當添加的砝碼質量達到150g時，滑塊恰好做勻速直線運動．
（1）請證明滑塊受到的摩擦力f大小等于砝碼盒托盤的總重力G總 ． （提示：繩對滑塊的拉力和繩對托盤拉力大小相等，記為F）．
（2）求滑片與木板間的動摩擦因數μ的大小．

Answer 1

【答案】
（1）解：當滑塊恰好做勻速直線運動時，滑塊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是一對平衡力，所以f=F；

砝碼盒托盤也在做勻速直線運動，則繩對托盤的拉力和砝碼盒托盤的總重力是一對平衡力，即F=G總；

已知繩對滑塊的拉力和繩對托盤拉力大小相等，所以滑塊所受摩擦力f=F=G總=m總g；

（2）解：滑塊對水平木板的壓力為：FN=G滑=m滑g=0.5kg×10N/kg=5N；

滑塊受到的摩擦力為：f=G總=m總g=（0.05kg+0.15kg）×10N/kg=2N；

由f=μFN可得，滑塊與木板間的動摩擦因數：μ= = =0.4．

【解析】（1）當滑塊做勻速直線運動運動時，根據二力平衡的知識，此時滑塊受到的摩擦力等于繩子的拉力，即托盤和砝碼的總重力；（2）根據公式μ= 求滑片與木板間的動摩擦因數μ的大小．