Question

用一根長(zhǎng)20cm、勁度系數(shù)k=200N/m的彈簧水平拉著放在水平桌面上質(zhì)量為1kg的木塊，彈簧的長(zhǎng)度逐漸伸長(zhǎng)到22.4cm時(shí)木塊開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度為21.7cm時(shí)，木塊在桌面上做勻速運(yùn)動(dòng)，則：
（1）木塊受到的最大靜摩擦力多大？靜摩擦力的變化范圍怎樣？
（2）木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是多少？
（3）木塊滑動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度小于或大于21.7cm時(shí)，滑動(dòng)摩擦力如何變化？（g=10N/kg）

Answer 1

分析：通過(guò)彈簧的伸長(zhǎng)，由胡克定律來(lái)計(jì)算出物體剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)的摩擦力大小，與物體正在運(yùn)動(dòng)的摩擦力大�。�滑動(dòng)摩擦力等于動(dòng)摩擦力因數(shù)與正壓力的乘積．

解答：解：（1）木塊在剛滑動(dòng)之前，受到靜摩擦力已達(dá)到最大值，其最大值為：
F_max=F=k（x₁-x₀）=200×（0.224-0.20）N=4.8N
其變化范圍是0～F_max，即0～4.8N．      
（2）當(dāng)木塊做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊受到的滑動(dòng)摩擦力F_滑與彈簧的拉力大小相等、方向相反．
F_滑=F′=k（x₂-x₀）=200×（0.217-0.20）N=3.4N，
因?yàn)镕_滑=μF_N=μG
所以動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=

F滑

FN

=

3.4

10

=0.34           
（3）因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力F_滑=μF_N，F(xiàn)_滑是由F_N決定的，μ和F_N不變，所以F_滑不變，可見(jiàn)在木塊滑動(dòng)后，彈簧的長(zhǎng)度小于或大于21.7cm時(shí)，只是拉力變化，滑動(dòng)摩擦力的大小與木塊的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)無(wú)關(guān)．
答：（1）木塊受到的最大靜摩擦力4.8N，靜摩擦力的變化范圍0～4.8N；
（2）木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)是0.34；
（3）木塊滑動(dòng)的過(guò)程中，當(dāng)彈簧的長(zhǎng)度小于或大于21.7cm時(shí)，滑動(dòng)摩擦力大小不變．

點(diǎn)評(píng)：學(xué)會(huì)區(qū)別靜摩擦力與滑動(dòng)摩擦力，同時(shí)靜摩擦力的大小由引起它有運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力決定，而滑動(dòng)摩擦力等于μF_N．