题目内容
如图所示,质量m1=20kg和m2=50kg的两物体,叠放在动摩擦因数为0.40的粗糙水平地面上,一处于水平位置的轻弹簧,劲度系数为200N/m,一端固定于墙壁,另一端与质量为m1的物体相连,弹簧处于自然状态,现用一水平推力F作用于质量为m2的物体上,使它缓慢地向墙壁一侧移动,取g=10m/s2,当移动0.50m时,两物体间开始相对滑动,这时水平推力F的大小为( )
分析:当质量为m2的物体向左移动0.50m时,弹簧被压缩0.50m,根据胡克定律求出此时弹簧的弹力大小.以m1和m2整体为研究对象,分析受力情况,根据平衡条件求出这时水平推力F的大小.
解答:解;当质量为m2的物体向左移动0.50m时,弹簧的量压缩为x=0.50m,根据胡克定律得,此时弹簧的弹力大小为:
F弹=kx=200×0.5N=100N
以m2研究对象,分析m1和m2整体水平方向的受力情况如图,根据平衡条件得:
F=F弹+f
又f=μ(m1+m2)g
得到:F=F弹+μ(m1+m2)g=100N+(20+50)×10×0.4N=380N.
故选C
F弹=kx=200×0.5N=100N
以m2研究对象,分析m1和m2整体水平方向的受力情况如图,根据平衡条件得:
F=F弹+f
又f=μ(m1+m2)g
得到:F=F弹+μ(m1+m2)g=100N+(20+50)×10×0.4N=380N.
故选C
点评:本题平衡条件的简单应用,要灵活选择研究对象,可以采用隔离法,也可以采用整体法.
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