木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,力F作用后(  )A. 木块B所受摩擦力大小是9NB. 木块B所受摩擦力大小是7NC. 木块A所受摩擦力大小是12.5ND. 木块A所受摩擦力大小是11.5N

问题描述:

木块A、B分别重50N和60N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m.系统置于水平地面上静止不动.现用F=1N的水平拉力作用在木块B上,如图所示,力F作用后(  )
A. 木块B所受摩擦力大小是9N
B. 木块B所受摩擦力大小是7N
C. 木块A所受摩擦力大小是12.5N
D. 木块A所受摩擦力大小是11.5N

木块A与地面间的滑动静摩擦力为:
fA=μmAg=0.25×50N=12.5N
木块B与地面间的滑动静摩擦力为:
fB=μmBg=0.25×60N=15N
弹簧弹力为:
F=kx=400×0.02N=8N
施加水平拉力F后,对B物体受力分析,重力与支持力平衡,水平方向受向右的弹簧弹力和拉力,由于B木块与地面间的最大静摩擦力为15N(等于滑动摩擦力),大于弹簧弹力和拉力之和,故木块B静止不动,故木块B受到的静摩擦力与弹簧弹力和拉力的合力平衡,因而:fB′=F+F=8N+1N=9N;
施加水平拉力F后,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左的运动趋势,其受到向右的静摩擦力,且与弹力平衡,因而:fA′=F=8N;
故选:A.
答案解析:静摩擦力的大小随外力的变化而变化,但有一个最大值,其最大值略大于滑动摩擦力,在一般的计算中可以认为等于滑动摩擦力;
本题中,为施加拉力F时,A、B两木块在弹簧的推动下,相对地面有运动趋势,但无相对运动,故均受静摩擦力;在木块B上加上一个水平拉力后,通过计算会发现,虽然B木块相对地面的滑动趋势变大,但仍然无法滑动,说明静摩擦力只是变大了,并不会变成滑动摩擦力.
考试点:共点力平衡的条件及其应用
知识点:本题关键是分别对两个木块受力分析,通过计算判断木块能否滑动,要注意静摩擦力等于外力,而不是大于外力,大于外力的只是静摩擦力的最大值!