Question

3．如圖l所示，水平地面上有一塊質(zhì)量為100千克、底邊為40厘米×50厘米、高1米的長(zhǎng)方體木塊．小明用水平推力F把木塊向前推動(dòng)，此過(guò)程中，推力F和木塊前進(jìn)的速度v的大小隨時(shí)間t的變化情況分別如圖2甲、乙所示．

（1）木塊靜時(shí)，對(duì)水平地面的壓強(qiáng)有多大？g=10N/kg
（2）在0～6秒范圍內(nèi)，木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)沒(méi)有發(fā)生改變的時(shí)間段有0～1s、3s～5s．
（3）請(qǐng)?jiān)趫D2丙中，將0～6秒內(nèi)木塊所受的摩擦力f隨時(shí)間t變化的圖線(xiàn)補(bǔ)充完整．

Answer 1

分析 （1）木塊放在水平地面時(shí)的壓力和自身的重力相等，求出受力面積，利用p=$\frac{F}{S}$求對(duì)水平地面的壓強(qiáng)；
（2）由圖乙可知木塊在0～1s靜止，在3s～5s勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，據(jù)此找出運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的時(shí)間段；
（3）物體處于平衡狀態(tài)時(shí)受到的力就是平衡力，根據(jù)平衡力的大小相等判斷出摩擦力的大��；滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，而與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，據(jù)此得出摩擦力的大小、作圖．

解答 解：
（1）木塊對(duì)水平地面的壓力：
F=G=mg=100kg×10N/kg=1000N，
受力面積S=40cm×50cm=2000cm²=0.2m²，
對(duì)水平地面壓強(qiáng)：
由p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1000N}{0.2{m}^{2}}$=5000Pa；
（2）由圖乙可知，木塊在0～1s靜止，在3s～5s勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，可見(jiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變的時(shí)間段是0～1s、3s～5s；
（3）由圖丙可知，用200N的水平推力能使木箱勻速前進(jìn)說(shuō)明此時(shí)木箱所受的摩擦力和推力是水平方向上的一對(duì)平衡力，摩擦力等于推力等于200N．
木塊在1～3s內(nèi)做加速運(yùn)動(dòng)，木塊在3～5s內(nèi)減速運(yùn)動(dòng)，受到的摩擦力都為滑動(dòng)摩擦力，滑動(dòng)摩擦力與推力大小無(wú)關(guān)，接觸面粗糙程度與壓力不變，物體受到的滑動(dòng)摩擦力不變，則1s～6s木塊受到的摩擦力大小為200N．圖象如下圖：

答：（1）木塊靜止時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為5000Pa；
（2）0～1s、3s～5s；
（3）如圖所示．

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．