Question

如圖，用一勁度系數k=100N/m的輕質彈簧秤水平拉著質量m=1kg的物體向右做勻速直線運動，此時彈簧秤示數F=2N．
（1）畫出此時的受力分析圖，并求彈簧秤的形變量x₁和物體與地面間的動摩擦系數μ．
（2）如果彈簧秤突然變為豎直向上拉物體，使物體繼續維持原來的勻速直線運動，則此時的彈簧秤形變量x₂為多少？物體與地面間的動摩擦系數又為多少？

Answer 1

（1）物體在豎直方向受重力和支持力作用，大小均為G=mg=1kg×10N/kg=10N，水平方向受到的拉力F和摩擦力f是平衡力，大小相等，方向相反如圖所示：
根據胡克定律得：
F=kx₁，
解得：x1=

2

100

=0.02m，
f=F=μmg
解得：μ=

2

10

=0.2
（2）如果彈簧秤突然變為豎直向上拉物體，使物體繼續維持原來的勻速直線運動，則豎直方向彈力等于重力，水平方向不受力，即：
F₂=mg=10N
則有：x2=

F2

k

=

10

100

=0.1m
物體與地面間的動摩擦系數不變，仍為0.2．
答：（1）受力分析圖如圖所示，彈簧秤的形變量x₁為0.02m，物體與地面間的動摩擦系數μ為0.2．
（2）此時的彈簧秤形變量x₂為0.1m，物體與地面間的動摩擦系數為0.2．