Question

4．如圖甲所示，粗糙程度相同的水平地面上放一重為5N、底面積為20cm²的木塊，用水平拉力F向右拉木塊，拉力F隨時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖乙，木塊運(yùn)動(dòng)的速度v與時(shí)間t的關(guān)系圖象如圖丙．則

（1）木塊對(duì)水平地面的壓強(qiáng)是2500Pa；
（2）則在t=1s時(shí)，木塊受到的摩擦力2N；
（3）在t=3s時(shí)，木塊受到的摩擦力為4N；
（4）4-6s內(nèi)拉力F所做的功為24J．
（5）2s-4s內(nèi)木塊受到的合力是2N；
（6）6s-8s內(nèi)木塊的機(jī)械能減��；
（7）將木塊的三分之一切下后疊放在一起（不考慮質(zhì)量損失），并拉著木塊在同一水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，木塊受到的摩擦力不變（后兩空填“增大”、“減小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）物體對(duì)水平地面的壓力和自身的重力相等，又知道物體的底面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）則在t=1s時(shí)，木塊靜止受平衡力作用，摩擦力=拉力；
（3）由v-t圖象可知物體在t=3s時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)滑動(dòng)摩擦力只與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)、與速度無(wú)關(guān)得出受到的摩擦力；
（4）根據(jù)丙圖算出在4s-6s內(nèi)通過(guò)的距離，根據(jù)乙圖找出此時(shí)的推力，根據(jù)W=Fs計(jì)算出推力做的功；
（5）根據(jù)木塊做勻速直線運(yùn)動(dòng)情況時(shí)的推力得出摩擦力的大小，由合力的知識(shí)求出2s～4s所受的合力大��；
（6）機(jī)械能為勢(shì)能與動(dòng)能的和；
（7）滑動(dòng)摩擦力大小跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，跟接觸面積的大小無(wú)關(guān)．

解答 解：（1）物體對(duì)水平地面的壓力：
F=G=5N，
對(duì)水平地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5N}{20×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2500Pa；
（2）由v-t圖象可知，t=1s時(shí)木塊靜止受平衡力作用，摩擦力=拉力=2N；
（3）由v-t圖象可知，物體在t=3s時(shí)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，
因滑動(dòng)摩擦力只與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與速度無(wú)關(guān)，
所以，此時(shí)受到的滑動(dòng)摩擦力為4N；
（4）由圖象可知在4s～6s內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度v=3m/s，推力F=4N，
由v=$\frac{s}{t}$可得，在4s～6s內(nèi)移動(dòng)的距離為：s=vt=3m/s×2s=6m，
推力做功：W=Fs=4N×6m=24J；
（5）由圖丙知，4s～6s時(shí)間內(nèi)，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由圖乙可知，此時(shí)f=F=4N；
而第2s～4s內(nèi)F=6N，所以第2s木塊所受的合力為F_合=F-f=6N-4N=2N；
（6）由于在水平面上上運(yùn)動(dòng)，故勢(shì)能不變，6s-8s速度減小，動(dòng)能減小，故機(jī)械能減��；
（7）將木塊的三分之一切下后疊放在一起（不考慮質(zhì)量損失），此時(shí)壓力大小和接觸面粗糙程度不變，則滑動(dòng)摩擦力大小保持4N不變．
故答案為：（1）2500；（2）2；（3）4；（4）24；（5）2；（6）減小；（7）不變．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)力學(xué)圖象的分析能力，能從圖象上得到有用的物理信息是解題的關(guān)鍵，是一道鍛煉學(xué)生分析思考能力的好題．