(g取10m/s2)質量為10kg的物體置于水平桌面上,它與桌面之間的最大靜摩擦力及滑動摩擦力均為其壓力的0.4倍,今用勁度系數為600N/m的彈簧水平地拉物體;
(1)當彈簧的伸長為0.05m時,物體與桌面間摩擦力的大小為多大?
(2)當彈簧拉力變為50N時,物體與桌面間摩擦力是多大?
(3)對物體施加一豎直向下,大小為50N壓力,要使物體勻速運動,水平彈簧拉力應為多少?
解:(1)由題意,物體所受的最大靜摩擦力為:fm=0.4mg=40N
當彈簧伸長0.05m時,彈簧的拉力為:F1=kx=600×0.05N=30N<fm
故物體未動,物體受到的靜摩擦力大小為:f靜=F=kx=30N
(2)F2=50N>fm,則物體開始運動,受到滑動摩擦力作用,則:f=0.4mg=40N
(3)加壓后:FN=G+F=100N+50N=150N
滑動摩擦力:Ff=μFN=60N
由于物體勻速運動,則有水平彈簧拉力:F3=Ff=60N
答:(1)當彈簧的伸長為0.05m時,物體與桌面間摩擦力的大小為30N.
(2)當彈簧拉力變為50N時,物體與桌面間摩擦力是40N.
(3)對物體施加一豎直向下,大小為50N壓力,要使物體勻速運動,水平彈簧拉力是60N.
分析:(1)由題意,求出最大靜摩擦力,根據胡克定律求出彈簧的拉力,判斷物體的狀態,根據平衡條件求解靜摩擦力;
(2)當彈簧的拉力大于最大靜摩擦力時,物體開始運動,受到滑動摩擦力,由f=μN求解摩擦力;
(3)根據平衡條件和摩擦力公式結合求解彈簧的水平拉力大。
點評:本題關鍵要根據拉力與最大靜摩擦力的關系,分析物體的狀態,再選擇不同的方法求解摩擦力.