用一根长20cm、劲度系数k=200N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上质量为1kg的木块,弹簧的长度逐渐伸长到22.4cm时木块开始运动,当弹簧的长度为21.7cm时,木块在桌面上做匀速运动,则: (1)

问题描述:

用一根长20cm、劲度系数k=200N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上质量为1kg的木块,弹簧的长度逐渐伸长到22.4cm时木块开始运动,当弹簧的长度为21.7cm时,木块在桌面上做匀速运动,则:
(1)木块受到的最大静摩擦力多大?静摩擦力的变化范围怎样?
(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少?
(3)木块滑动的过程中,当弹簧的长度小于或大于21.7cm时,滑动摩擦力如何变化?(g=10N/kg)

(1)木块在刚滑动之前,受到静摩擦力已达到最大值,其最大值为:
Fmax=F=k(x1-x0)=200×(0.224-0.20)N=4.8N
其变化范围是0~Fmax,即0~4.8N.      
(2)当木块做匀速运动时,木块受到的滑动摩擦力F与弹簧的拉力大小相等、方向相反.
F=F′=k(x2-x0)=200×(0.217-0.20)N=3.4N,
因为F=μFN=μG
所以动摩擦因数为μ=

F滑
FN
=
3.4
10
=0.34           
(3)因为滑动摩擦力F=μFN,F是由FN决定的,μ和FN不变,所以F不变,可见在木块滑动后,弹簧的长度小于或大于21.7cm时,只是拉力变化,滑动摩擦力的大小与木块的运动状态无关.
答:(1)木块受到的最大静摩擦力4.8N,静摩擦力的变化范围0~4.8N;
(2)木块与桌面间的动摩擦因数是0.34;
(3)木块滑动的过程中,当弹簧的长度小于或大于21.7cm时,滑动摩擦力大小不变.