题目内容

【题目】如图所示,轻质弹簧的劲度系数为20N/cm,用其拉着一个重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.

(1)求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,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力有多大?

【答案】
(1)解: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= = =0.4

答:物体与水平面间的动摩擦因数0.4


(2)解:当弹簧的伸长量增加为6cm时,弹力增加为F=kx=20N/cm×6cm=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

答:当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的水平拉力有120N;这时物体受到的摩擦力有80N


(3)解:突然撤去弹簧物体在水平面继续滑行,物体受滑动摩擦力,

由于压力不变,故滑动摩擦力不变,为80N

答:如果在物体运动的过程中突然撤去弹簧,而物体在水平面上能继续滑行,这时物体受到的摩擦力有80N


【解析】(1)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.(2)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.(3)撤去弹簧物体在水平面继续滑行,物体受滑动摩擦力,大小不变.
【考点精析】本题主要考查了滑动摩擦力的相关知识点,需要掌握滑动摩擦力:利用公式f=μF N 进行计算,其中FN 是物体的正压力,不一定等于物体的重力,甚至可能和重力无关.或者根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿定律来求解才能正确解答此题.

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