Question

15．如圖所示，輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)為k=20N/cm，水平拉著一個重為200N放置在粗糙水平面上的物體
（1）當(dāng)彈簧的伸長量為2cm時，物體靜止在水平面上，則物體受何種摩擦力？大小是多少？；
（2）當(dāng)彈簧的伸長量為4cm時，物體恰在水平面上做勻速直線運(yùn)動，求物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ．
（3）如果在物體運(yùn)動的過程中突然撤去彈簧，物體在水平面繼續(xù)滑行，這時物體受到的摩擦力多大？

Answer 1

分析 （1）物體靜止在水平面上，彈簧的拉力與物體所受的靜摩擦力二力平衡，由平衡條件求摩擦力．
（2）物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動，受到重力、水平面的支持力、滑動摩擦力和彈簧的彈力，由胡克定律求出彈簧的拉力，根據(jù)平衡條件可知，滑動摩擦力與拉力大小相等，支持力與重力大小相等，由f=μF_N求出動摩擦因數(shù)．
（3）撤去彈簧物體在水平面繼續(xù)滑行，物體受滑動摩擦力，大小不變．

解答 解：（1）物體靜止在水平面上，則物體受靜摩擦力，大小為
   F_靜=F=kx=20N/cm×2cm=40N
（2）物體恰在水平面上做勻速直線運(yùn)動，由平衡條件知：
  F_滑=F=kx=20N/cm×4cm=80N
所以  μ=$\frac{{F}_{滑}}{N}$=$\frac{{F}_{滑}}{G}$=$\frac{80}{200}$=0.4
（3）突然撤去彈簧，物體在水平面繼續(xù)滑行，這時物體受到的摩擦力為 F_滑=μN(yùn)=μG=80N．
答：
（1）當(dāng)彈簧的伸長量為2cm時，物體靜止在水平面上，則物體受到靜摩擦力，大小是40N；
（2）物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ是0.4．
（3）這時物體受到的摩擦力是80N．

點(diǎn)評 對于物體的平衡問題，首先確定研究對象，其次分析物體受力情況，再根據(jù)平衡條件列方程求解．