如图所示,弹簧AB原长为35cm,A端挂一个重50N的物体,手执B端,将物体置于倾角为30°的斜面上.当物体沿斜面匀速下滑时,弹簧长度为40cm;当物体匀速上滑时,弹簧长度为50cm,试求:(1)弹簧的劲度系数;(2)物体与斜面的滑动摩擦系数.
问题描述:
如图所示,弹簧AB原长为35cm,A端挂一个重50N的物体,手执B端,将物体置于倾角为30°的斜面上.当物体沿斜面匀速下滑时,弹簧长度为40cm;当物体匀速上滑时,弹簧长度为50cm,试求:
(1)弹簧的劲度系数;
(2)物体与斜面的滑动摩擦系数.
答
匀速下滑:受力分析如图
设此时弹簧形变量为:x1
则弹力F=kx1
由平衡条件得:
kx1+f=Gsin30°
N=Gcos30°
匀速上滑:受力分析如图
设此时弹簧形变量为:x2
则弹力F=kx2
由平衡条件得:
kx2=Gsin30°+f
N=Gcos30°
得:k=
=250 N/m2Gsin30°
x1+x2
再由:f=μN=μGcos30°=Gsin30°-kx1
得:μ=
=Gsin30°-kx1
Gcos30°
=0.28950×0.5-250×0.05 50×0.866
答:(1)弹簧的劲度系数250N/m
(2)物体与斜面的滑动摩擦系数为0.289
答案解析:物体做匀速运动,可对物体进行受力分析后应用平衡条件分别列式求解.
考试点:胡克定律;滑动摩擦力;共点力平衡的条件及其应用.
知识点:本题虽然涉及到胡克定律,但是主要是物体受力平衡条件的应用,受力分析后应用平衡条件列式求解即可.