摩擦無處不在,宏觀世界和微觀尺度里摩擦可能遵循不同的規(guī)律。
(1)達?芬奇最早對摩擦進行定量的研究并提出摩擦系數(shù)的概念。如圖1為達?芬奇研究木板與物塊間摩擦力的模型圖,兩物體接觸面間的壓力為FN,滑動速度為v,摩擦力為f;圖2為他在某次實驗中用得到的數(shù)據(jù)繪制的f-FN圖像。達?芬奇定義該圖像的斜率為摩擦系數(shù)。
a.求兩物體接觸面間的摩擦系數(shù)μ;
b.若圖1中木板質(zhì)量為M=3kg、長為L=6m,開始時靜止在光滑水平桌面上。上面的小物塊(可視為質(zhì)點)質(zhì)量為m=1kg,從木板上的左端以速度v0=10m/s開始運動。求最終物塊和木板的速度分別為多大(木板很薄,可忽略物塊掉落引起的速度變化)。重力加速度g=10m/s2。
(2)隨著研究的深入,人們發(fā)現(xiàn)了摩擦力在原子尺度上與宏觀表現(xiàn)出不同的規(guī)律。圖3為清華大學課題組通過對石墨烯體系施加面內(nèi)拉伸形變時得到的數(shù)據(jù)組;圖4為佐治亞理工學院課題組用硅包裹的納米針尖在云母表面上以不同的速度v滑動時得到的數(shù)據(jù)組,五組實驗中針尖與云母表面間壓力在4nN~12nN之間。
通過這些研究數(shù)據(jù)你能得到哪些與宏觀不一樣的結(jié)論。
【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/10/19 18:0:1組卷:35引用:2難度:0.5
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