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精英家教网如图所示,完全相同的两物块A、B,质量均为1kg,与地面间的动摩擦因数均为0.2(最大静摩擦力等于滑动摩擦力),它们之间连接有一劲度系数为100N/m的轻弹簧.整个系统置于水平地面上静止不动,弹簧处于原长.现有一水平向右的变力F作用于物块B上,F从0开始,缓慢增大到3N时,轻弹簧的最大伸长量为多少?(g取10m/s2
分析:由滑动摩擦力的公式可以计算得出滑动摩擦力的大小,即为物体与地面之间的最大的静摩擦力的大小,由此可以判断物体是否能被拉动,当增大到3N时,对物体受力分析可以求得弹簧的弹力的大小,进而可以求得弹簧的伸长量.
解答:解:B物块与地面间的最大静摩擦力为fm=μFN=0.2×1×10N=2N.
所以拉力F在0~2N的过程中,木块B不能被拉动,弹簧不能被拉长.
拉力大于2N时,B开始滑动;
当拉力F=3N时,迫使弹簧伸长的力为:△F=3-2=1N.故A仍处于静止,
则根据胡克定律知:△x=
F
k
=
1
100
m=0.01m=1cm.
答:轻弹簧的最大伸长量为1cm.
点评:解答本题首先需要判断物体是否能够运动,最大静摩擦力的大小和滑动摩擦力的大小近似的认为相等,由此可以判断物体能否被拉动.
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