【分析】
首先,当木块沿水平方向做匀速直线运动时,水平方向上拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件,二者大小相等,所以滑动摩擦力等于弹簧测力计的示数10N;其次,滑动摩擦力的大小只与压力大小和接触面的粗糙程度有关,当拉力增大时,木块对木板的压力和接触面粗糙程度均未改变,因此滑动摩擦力大小保持不变;最后,当拉力变为24N时,水平方向上拉力大于滑动摩擦力,合力大小为拉力与摩擦力的差值,方向与较大的力(拉力)方向一致,即水平向右。
【解析】
1. 木块做匀速直线运动时,水平方向受力平衡,拉力与滑动摩擦力是一对平衡力,根据二力平衡条件可得:
$ f = F_{\mathrm{拉}} = 10\,\mathrm{N} $
2. 滑动摩擦力的大小由压力大小和接触面粗糙程度决定,当拉力增大时,木块对木板的压力和接触面粗糙程度均不变,因此滑动摩擦力大小仍为$ 10\,\mathrm{N} $。
3. 当弹簧测力计示数变为24N时,水平方向上拉力$ F_{\mathrm{拉}}' = 24\,\mathrm{N} $,滑动摩擦力$ f = 10\,\mathrm{N} $,合力大小为:
$ F_{\mathrm{合}} = F_{\mathrm{拉}}' - f = 24\,\mathrm{N} - 10\,\mathrm{N} = 14\,\mathrm{N} $
由于拉力方向水平向右,摩擦力方向水平向左,拉力大于摩擦力,所以合力方向与拉力方向一致,为水平向右。
【答案】
10;10;14;水平向右
【知识点】
二力平衡条件;滑动摩擦力影响因素;合力计算
【点评】
本题是力学基础题,重点考查二力平衡的应用、滑动摩擦力的影响规律及合力的计算,需要明确滑动摩擦力与拉力大小无关,只由压力和接触面粗糙程度决定,理解合力的方向判断方法是解题关键。
【难度系数】
0.7