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11.一質(zhì)量不計的彈簧原長為10cm,一端固定于質(zhì)量m=2kg的物體上,另一端施一水平拉力F.(g=10m/s2,設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等)
(1)若物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2,當彈簧拉長至14cm時,物體恰好被拉動,彈簧的勁度系數(shù)多大?
(2)若將彈簧拉長至11cm時(物體在滑動過程中),物體所受的摩擦力大小為多少?

分析 (1)物體恰好被拉動時,物體與地面間的靜摩擦力達到最大值.由摩擦力公式和平衡條件求出彈簧的拉力,根據(jù)胡克定律求出彈簧的勁度系數(shù);
(2)若將彈簧拉長至11cm時(物體在滑動過程中),物體所受的摩擦力為滑動摩擦力,由公式f=μN求解.

解答 解:
(1)由題意得,物體與地面間最大靜摩擦力
   fmax=μN=μmg=0.2×2×10N=4N
物體恰好被拉動,物體所受彈力等于最大靜摩擦力:
   F1=kx1=fmax
得k=F1x1=fmaxx1=0.2×2×101411×102N/m=100N/m
(2)若將彈簧拉長至11cm時(物體在滑動過程中),物體相對地面滑動,受到滑動摩擦力為
  f2=μN=μmg=0.2×2×10N=4N
答:(1)彈簧的勁度系數(shù)100N/m;   
(2)若將彈簧拉長至11cm時(物體在滑動過程中),物體所受的摩擦力大小為4N.

點評 靜摩擦力與滑動摩擦力要根據(jù)物體的狀態(tài)確定,注意靜摩擦力不能由f=μN求解,只能根據(jù)平衡條件或牛頓定律求解.

練習冊系列答案
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