一根彈簧原長l0=10cm,勁度系數(shù)為k=200N/m,用此彈簧水平拉一重為20N的物體,如圖所示.
(1)當(dāng)彈簧長為l1=11cm時,物體未動,求此時物體所受的靜摩擦力的大小f1;
(2)當(dāng)彈簧長為l2=12cm時,物體仍未動,求此時物體所受的靜摩擦力的大小f2
(3)當(dāng)彈簧長為l3=12.5cm時,物體剛好開始運動,求物體與水平面間最大靜摩擦力的大小f3;
(4)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.22,則當(dāng)物體勻速運動時,它所受的滑動摩擦力的大小f4以及此時彈簧長度l4
分析:受力分析,當(dāng)物體未動時為靜摩擦力,由二力平衡求解摩擦力大;
當(dāng)物體滑動時受滑動摩擦力由公式f=μFN計算.
解答:解:(1)物體水平方向受力平衡:f1=F1=k(l1-l0)=200(0.11-0.10)N=2 N.
(2)物體未動,根據(jù)平衡條件:f2=F2=200(0.12-0.10)N=4 N.
(3)剛好開始運動,則最大靜摩擦力:f3=F3=200(0.125-0.10)N=5 N.
(4)物體勻速運動時,根據(jù)滑動摩擦力公式:f4=μFN=0.22×20 N=4.4 N,
由物體勻速運動,則:F4=k(l4-l0)=f4,得l2=0.122 m.
答:(1)當(dāng)彈簧長為l1=11cm時,物體未動,此時物體所受的靜摩擦力的大小f1為2N;
(2)當(dāng)彈簧長為l2=12cm時,物體仍未動,此時物體所受的靜摩擦力的大小f2為4N;
(3)當(dāng)彈簧長為l3=12.5cm時,物體剛好開始運動,物體與水平面間最大靜摩擦力的大小f3為5N;
(4)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.22,則當(dāng)物體勻速運動時,它所受的滑動摩擦力的大小f4為4.4N及此時彈簧長度l4為0.122m.
點評:本題考查摩擦力的計算:靜摩擦力,由二力平衡求解摩擦力大;滑動摩擦力由公式f=μFN計算.
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(3)當(dāng)彈簧長為l3=12.5cm時,物體剛好開始運動,求物體與水平面間最大靜摩擦力的大小f3
(4)物體與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.22,則當(dāng)物體勻速運動時,它所受的滑動摩擦力的大小f4以及此時彈簧長度l4

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