Question

6．如图所示，质量m=10kg和M=20kg的两物块，叠放在动摩擦因数为μ=0.50的粗糙水平地面上，物块m通过处于水平位置的轻质弹簧与竖直墙连接，初始弹簧处于原长，弹簧的劲度系数k=250N/m，现将一水平力F作用在物块M上，使其缓慢地向墙壁靠近，当移动40cm时，两物块开始滑动，则此时水平推力F为多大（g取10N/kg）？

Answer 1

分析 当移动40cm时，两物块开始滑动，此时对M与m整体进行受力分析，根据平衡条件列式求解．

解答 解：考虑恰好要滑动时，首先对M与m整体受力分析，受重力、支持力、弹簧的弹力和向右的静摩擦力；
根据平衡条件，有：F=f+kx，
其中f=μN=μ（M+m）g=0.5×（20+10）×10=150N，
解得：F=150+250×0.4=250N；
答：此时水平推力F为250N．

点评 本题是力平衡问题中的临界问题，关键是正确的受力分析；
平衡的临界问题：由某种物理现象变化为另一种物理现象或由某种物理状态变化为另一种物理状态时，发生转折的状态叫临界状态，临界状态可以理解为“恰好出现”或“恰好不出现”某种现象的状态．平衡物体的临界状态是指物体所处的平衡状态将要发生变化的状态．往往 利用“恰好出现”或“恰好不出现”的条件．