Question

【題目】一質量不計的彈簧原長為 10 cm，一端固定于質量 m＝2 kg 的物體上，另一端施一 水平拉力 F（g=10m/s2），設最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等）

（1）若物體與水平面間的動摩擦因數為 0.2，當彈簧拉長至 14cm 時，物體恰好被拉動，彈簧 的勁度系數多大？

（2）若將彈簧拉長至 11 cm 時（物體在滑動過程中），物體所受的摩擦力大小為多少？

（3）物體靜止時，若將彈簧拉長至 13cm，物體所受到的摩擦力大小為多少？

Answer 1

【答案】（1）100N/m（2）4N（3）3N

【解析】

（1）由題意得，物體與地面間最大靜摩擦力

fmax=μmg=0.2×2×10N=4N

物體恰好被拉動，物體所受彈力等于最大靜摩擦力：

kx1=fmax

解得

（2）物體相對地面滑動，受到滑動摩擦力

f=μmg=0.2×2×10N=4N

（3）彈簧彈力

F3=kx3=100×（0.13-0.1）N=3N＜fmax

受到靜摩擦力

f3=F3=3N