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  367565  367573  367579  367583  367589  367591  367595  367601  367603  367609  367615  367619  367621  367625  367631  367633  367639  367643  367645  367649  367651  367655  367657  367659  367660  367661  367663  367664  367665  367667  367669  367673  367675  367679  367681  367685  367691  367693  367699  367703  367705  367709  367715  367721  367723  367729  367733  367735  367741  367745  367751  367759  447090 

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