题目内容

如图所示,一轻质弹簧的劲度系数为500N/m,用其拉着一个质量为10kg的物体在水平面上运动,当弹簧的伸长量为4cm时,物体恰好在水平面上做匀速直线运动,取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)物体与水平面间的动摩擦因数.
(2)当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的摩擦力为多大?

解:(1)根据胡克定律得,弹簧的拉力F=kx;
由平衡条件,滑动摩擦力:f=F;
支持力FN=G
又f=μFN
联立代入得到:
μ===0.2
(2)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=20N
答:(1)物体与水平面的动摩擦因数为0.2;
(2)在弹性限度内,当弹簧的伸长量为6cm时,物体受到的摩擦力仍为20N.
分析:(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.
点评:对于物体的平衡问题,首先确定研究对象,其次分析物体受力情况,再根据平衡条件列方程求解.
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