Question

如图所示，一轻质弹簧的劲度系数为500N/m，用其拉着一个质量为10kg的物体在水平面上运动，当弹簧的伸长量为4cm时，物体恰好在水平面上做匀速直线运动，取重力加速度g=10m/s²，求：
（1）物体与水平面间的动摩擦因数．
（2）当弹簧的伸长量为6cm时，物体受到的摩擦力为多大？

Answer 1

解：（1）根据胡克定律得，弹簧的拉力F=kx；
由平衡条件，滑动摩擦力：f=F；
支持力F_N=G
又f=μF_N
联立代入得到：
μ===0.2
（2）由于动摩擦因数μ不变，物体对地面的压力大小F_N不变，则滑动摩擦力f不变，f=μG=20N
答：（1）物体与水平面的动摩擦因数为0.2；
（2）在弹性限度内，当弹簧的伸长量为6cm时，物体受到的摩擦力仍为20N．
分析：（1）物体在水平面上做匀速直线运动，受到重力、水平面的支持力、滑动摩擦力和弹簧的弹力，由胡克定律求出弹簧的拉力，根据平衡条件可知，滑动摩擦力与拉力大小相等，支持力与重力大小相等，由f=μF_N求出动摩擦因数．
（2）当弹簧的伸长量增大时，弹簧的拉力增大，而滑动摩擦力不变．
点评：对于物体的平衡问题，首先确定研究对象，其次分析物体受力情况，再根据平衡条件列方程求解．