Question

11．如圖甲所示，一塊質(zhì)量為0.2kg的長(zhǎng)方體鐵盒（長(zhǎng)、寬、高分別為12cm、10cm、10cm）被吸附在豎直放置且足夠長(zhǎng)的磁性黑板上，在豎直方向的拉力F=3N的作用下向下運(yùn)動(dòng)，鐵盒運(yùn)動(dòng)速度v 與時(shí)間t 的關(guān)系圖象如圖乙所示．則鐵盒受到的摩擦力為5N．若想讓鐵盒向上以0.4m/s做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則需要向上的拉力為7N．當(dāng)鐵盒不同表面吸在豎直磁性黑板上時(shí)，若磁性平板與鐵盒之間的吸引力均為3.6N，則此時(shí)受到的摩擦力為2N，鐵盒對(duì)磁性黑板最小的壓強(qiáng)為300Pa．

Answer 1

分析 （1）處于平衡狀態(tài)的物體受平衡力作用，對(duì)鐵盒進(jìn)行受力分析，可判斷其所受摩擦力的大��；
（2）根據(jù)壓強(qiáng)公式p=$\frac{F}{S}$可計(jì)算鐵盒對(duì)磁性平板的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）由乙圖可見(jiàn)，鐵盒在豎直方向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度保持不變，因此鐵盒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(jù)平衡力的特點(diǎn)，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(yùn)動(dòng)時(shí)，速度為0.4m/s保持不變，此時(shí)鐵盒做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(jù)平衡力的特點(diǎn)，故鐵盒受到的拉力大小F′=f+G=5N+0.2kg×10N/kg=7N；
（2）當(dāng)鐵盒不同表面吸在豎直磁性黑板上時(shí)，鐵盒處于靜止?fàn)顟B(tài)，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^-2m³，
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(duì)磁性平板最小的壓強(qiáng)為p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3.6N}{1.2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=300Pa．
故答案為：5；7；2；300．

點(diǎn)評(píng) 此題主要考查學(xué)生對(duì)二力平衡條件和壓強(qiáng)公式的掌握和應(yīng)用．首先，我們可以判斷物體是否受力平衡；其次，根據(jù)所求力的方向、以及平衡力的大小和方向準(zhǔn)確求出力的大小和方向．