11.(24分)用一根长20 cm、劲度系数k=200 N/m的弹簧水平拉着放在水平桌面上的质量为1 kg的木块,弹簧的长度逐渐伸长到22.4 cm时木块开始运动,当弹簧的长度为21.7 cm时,木块在桌面上做匀速运动.求:(g=10 N/kg)

(1)木块受到的最大静摩擦力多大?静摩擦力的变化范围怎样?

(2)木块与桌面间的动摩擦因数是多少?

(3)木块滑动的过程中,当弹簧的长度小于或大于21.7 cm时,滑动摩擦力如何变化?

解析:(1)木块在未滑动前,根据二力平衡条件可知,木块受到桌面的弹力FN与木块重力G大小相等、方向相反,静摩擦力F′与弹簧的拉力F大小相等、方向相反,其受力情况如图所示.

木块在刚滑动之前,受到的静摩擦力已达到最大值.

FmaxFk(x1x0)=200×(0.224-0.20) N=4.8 N.

木块在未开始运动之前,受到的静摩擦力总是与弹簧的拉力大小相等、方向相反.可见,木块受到的静摩擦力随着弹簧的拉力增大而增大,其变化范围是0-Fmax,即0- 4.8 N.

(2)当木块做匀速运动时,木块受到的滑动摩擦力F与弹簧的拉力大小相等、方向相反.

FFk(x2x0)=200×(0.217-0.20) N=3.4 N

因为FμFNμG

所以动摩擦因数为μ===0.34.

(3)因为滑动摩擦力FμFNF是由μFN决定的,μFN不变,所以F不变,可见,在木块滑动后,弹簧的长度小于或大于21.7 cm时,只是拉力F变化,滑动摩擦力与木块做匀速或变速的运动状态无关.

答案:(1)4.8 N 静摩擦力随着弹簧的拉力增大而增大,其变化范围是0-4.8 N (2)0.34 (3)大小不变

 0  137828  137836  137842  137846  137852  137854  137858  137864  137866  137872  137878  137882  137884  137888  137894  137896  137902  137906  137908  137912  137914  137918  137920  137922  137923  137924  137926  137927  137928  137930  137932  137936  137938  137942  137944  137948  137954  137956  137962  137966  137968  137972  137978  137984  137986  137992  137996  137998  138004  138008  138014  138022  447348 

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