Question

如图所示，一质量不计的弹簧原长为10 cm，一端固定于质量m＝2 kg的物体上，另一端施一水平拉力F。(g＝10 m/s²)

 

(1)若物体与水平面间的动摩擦因数为0.2，当弹簧拉长到12 cm时，物体恰好匀速运动，弹簧的劲度系数多大？

(2)若将弹簧拉长到11 cm时，物体所受到的摩擦力大小为多少？

(3)若将弹簧拉长到13 cm时，物体所受的摩擦力大小为多少？(设最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)

Answer 1

 (1)物体匀速前进时，k(x－x₀)＝μmg

则k＝＝ N/m＝200 N/m。

(2)弹簧弹力F₁＝k(x₁－x₀)＝200×(0.11－0.10) N＝2 N

最大静摩擦力可看做等于滑动摩擦力

F_fm＝0.2×2×10 N＝4 N

故物体没动，所受静摩擦力F_f1＝F₁＝2 N。

(3)弹簧弹力F₂＝k(x₂－x₀)＝200×(0.13－0.10) N＝6 N。

物体将加速前进，此时所受到的滑动摩擦力为

F_f2＝μF_N＝μmg＝0.2×2×10 N＝4 N。

 (1)200 N/m　(2)2 N　(3)4 N