Question

（10分）一根彈簧原長l₀＝10 cm，勁度系數為k＝200 N/m，用此彈簧水平拉一重為20 N的物體，如圖所示．

(1)當彈簧長為l₁＝11 cm時，物體未動，求此時物體所受的靜摩擦力的大小f₁；
(2)當彈簧長為l₂＝12 cm時，物體仍未動，求此時物體所受的靜摩擦力的大小f₂；
(3)當彈簧長為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μ＝0.22，則當物體勻速運動時，它所受的滑動摩擦力的大小f₄以及此時彈簧長度l₄．

Answer 1

(1)2 N　(2)4 N　(3)5 N　(4)4.4 N　0.122 m

試題分析：(1)f₁＝F₁＝k(l₁－l₀)＝200(0.11－0.10) N＝2 N.          2分
(2) f₂＝F₂＝200(0.12－0.10) N＝4 N.                             2分
(3)最大靜摩擦力f₃＝F₃＝200(0.125－0.10) N＝5 N.                 2分
(4)物體勻速運動時，滑動摩擦力f₄＝μF_N＝0.22×20 N＝4.4 N，      2分
由F₄＝k(l₄－l₀) ＝f₄，得l₂＝0.122 m.                             2分
點評：難度較小，當勻速運動時受力平衡，靜摩擦力根據受力平衡和牛頓第二定律求解，滑動摩擦力根據公式求解