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  137950  137958  137964  137968  137974  137976  137980  137986  137988  137994  138000  138004  138006  138010  138016  138018  138024  138028  138030  138034  138036  138040  138042  138044  138045  138046  138048  138049  138050  138052  138054  138058  138060  138064  138066  138070  138076  138078  138084  138088  138090  138094  138100  138106  138108  138114  138118  138120  138126  138130  138136  138144  447348 

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