Question

用一水平力F拉静止在水平面上的物体，在F从0开始逐渐增大的过程中，加速度a随外力F变化的图象如图所示，g=10m/s²，水平面各处粗糙程度相同，则由此可以计算出（ ）

A．物体与水平面间的最大静摩擦力
B．物体与水平面间的动摩擦因数
C．外力F为12N时物体的速度
D．物体的质量

Answer

水平拉力F拉静止在水平面上的物体时，在物体运动前，摩擦力随拉力的增大而增大，当拉力大于最大静摩擦力时，物体开始运动，此时物体产生的加速度与拉力的变化关系可由牛顿第二定律F合=ma⇒得到．根据图象可知，物体产生加速瞬间的拉力大小为图象和F轴的截距，此时拉力F大小等于物体的滑动摩擦力，在中学阶段题目中没有明确说明最大静摩擦力的情况下可认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，所以可求最大静摩擦力的大小．
【解析】
A、物体受力和运动分析，物体在拉力作用下由于拉力小于最大静摩擦力，所以处于平衡状态，当拉力大于最大静摩擦力的时候，物体开始产生加速即开始运动，所以a-F图象中，图象与F轴的截距大小即为物体受到的最大静摩擦力，根据图象可以求得截距，故A选项正确；
B、由A选项可知，根据图象可以求得物体的滑动摩擦力f，根据牛顿第二定律：F合=F-f=ma，因为f已知，代入=可以得到物体的质量m，代入f=μFN=μmg可得物体的动摩擦因数μ，故B选项正确；
C、因为图象只给出作用力与加速度的对应关系，且物体做加速度逐渐增大的加速运动，没有时间因子，故无法算得物体在12N拉力时所对应的速度，故C选项错误；
D、根据B选项的分析可知，本题能求出物体的质量m，故D选项正确．
故选ABD