题目内容

5.如图所示.将两质量均为5kg的相同木块A、B至于粗糙水平地面上,中间用一轻弹簧连接,两木块与水平地面之间的动摩擦因数均为0.2,夹在A、B之间的轻弹簧被压缩了2cm,弹簧的劲度系数为400N/m,现用水平向左的推力F作用在木块B上,在该力从零开始逐渐增大的过程中AB及弹簧始终保持静止状态,(取g=10m/s2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力)下列说法正确的是(  )
A.木块A所受摩擦力大小始终为10NB.力F最大值为10N
C.木块B所受摩擦力逐渐变小D.木块B所受摩擦力先变小然后变大

分析 静摩擦力的大小随外力的变化而变化,但有一个最大值,其最大值略大于滑动摩擦力,在一般的计算中可以认为等于滑动摩擦力;
本题中,为施加拉力F时,A、B两木块在弹簧的推动下,相对地面有运动趋势,但无相对运动,故均受静摩擦力;在木块B上加上一个水平拉力后,通过计算会发现,虽然B木块相对地面的滑动趋势变大,但仍然无法滑动,说明静摩擦力只是变大了,并不会变成滑动摩擦力.

解答 解:木块A与地面间的滑动静摩擦力为:
fA=μmAg=0.2×50N=10N
木块B与地面间的滑动静摩擦力为:
fB=μmBg=0.2×50N=10N
弹簧弹力为:
F=kx=400×0.02N=8N
A、施加水平拉力F后,弹簧长度没有变化,弹力不变,故木块A相对地面有向左的运动趋势,其受到向右的静摩擦力,且与弹力平衡,因而:fA′=F=8N,故A错误;
B、根据力的平衡条件可知,力F最大值为10N+8N=18N,故B错误;
CD、施加水平拉力F后,对B物体受力分析,重力与支持力平衡,水平方向受向右的弹簧弹力和向左的拉力,由于B木块与地面间的最大静摩擦力为10N(等于滑动摩擦力),且木块B静止不动,故木块B受到的静摩擦力先减小后反向增大,故C错误,D正确;
故选:D.

点评 本题关键是分别对两个木块受力分析,通过计算判断木块能否滑动,要注意静摩擦力等于外力,而不是大于外力,大于外力的只是静摩擦力的最大值.

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