如图所示,轻质弹簧的劲度系数k=2000N/m,用其拉着一个重为200N的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:(1)物体与水平面间的动摩擦因数;(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到的摩擦力有多大?(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面能继续滑行,这时物体受到的摩擦力多大?

问题描述:

如图所示,轻质弹簧的劲度系数k=2000N/m,用其拉着一个重为200N的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4cm时,物体恰在水平面上做匀速直线运动,求:

(1)物体与水平面间的动摩擦因数;
(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有多大?这时物体受到的摩擦力有多大?
(3)如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面能继续滑行,这时物体受到的摩擦力多大?


(1)根据胡克定律得,弹簧的拉力F=kx,
由平衡条件得
滑动摩擦力f=F
支持力FN=G
又f=μFN,联立代入得到
μ=

2000×0.04
200
=0.4
(2)伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力F=kx=2000×0.06=120N,由于动摩擦因数μ不变,物体对地面的压力大小FN不变,则滑动摩擦力f不变,f=μG=80N
(3)突然撤去弹簧物体仍然受到滑动摩擦力80N.
答:(1)物体与水平面的动摩擦因数为0.4;
(2)在弹性限度内,当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的摩擦力仍为80N.
(3)突然撤去弹簧物体仍然受到滑动摩擦力80N.
答案解析:物体在水平面上做匀速直线运动,受到重力、水平面的支持力、滑动摩擦力和弹簧的弹力,由胡克定律求出弹簧的拉力,根据平衡条件可知,滑动摩擦力与拉力大小相等,支持力与重力大小相等,由f=μFN求出动摩擦因数.当弹簧的伸长量增大时,弹簧的拉力增大,而滑动摩擦力不变.
考试点:摩擦力的判断与计算.

知识点:对于物体的平衡问题,首先确定研究对象,其次分析物体受力情况,再根据平衡条件列方程求解.