题目内容

8.如图所示,重100N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上,一根原长为10cm、劲度系数为103N/m的轻质弹簧,一端固定在斜面底部,另一端与物体连接.设物体静止时弹簧长度为7cm,现用一力F沿斜面向上拉物体,而物体仍静止,若物体与斜面间的最大静摩擦力为35N,则力F的可能值是(  )
A.5NB.15NC.50ND.85N

分析 当弹簧长度缩短为7cm时,由胡克定律求得弹簧的弹力,分析物体的状态,再分析当弹簧的长度为7cm时,根据平衡条件得到测力计拉力的最大值.

解答 解:施加拉力前,物体受到四个力的作用而平衡:重力G、垂直斜面向上的支持力N、沿斜面向上的摩擦力f和弹簧对物体施加沿斜面向上的弹力T,受力如图,
其中:T=kx=1000×0.03=30N,
根据平衡条件可得:f0=Gsin30°-T=20N,方向沿斜面向上;
施加拉力F后,弹簧长度不变,说明物体仍然静止,并且弹簧对物体施加的弹力大小和方向不变,若摩擦力沿斜面向上,则F+f+T=Gsin30°,即F+f=20N,摩擦力f随着F增大而较小,当F=20N时,f=0,若F>20N,摩擦力沿斜面向下,因为物体没有滑动,所以F+T<Gsin30°+fm,代入数据可得,F<55N,所以测力计读数在0~55N之间.故A、B、C正确,D错误.
故选:ABC.

点评 解决本题的关键能够正确地受力分析,运用共点力平衡和胡克定律结合进行求解.

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