《2025年课堂新坐标高中同步导学案高中物理必修第一册鲁科版》

典例3 [链接教材$ P_{89} $例题]如图所示，质量为$ 20 \ kg $的物体放在水平地面上，已知物体与水平地面间的最大静摩擦力为$ 120 \ N $，动摩擦因数是$ 0.5 $，物体的一端与一根劲度系数为$ 4 × 10^3 \ N/m $的轻质弹簧相连（设弹簧的形变均在弹性限度内，$ g $取$ 10 \ m/s^2 $），问：
(1) 将弹簧拉长$ 2 \ cm $时，物体受到地面的摩擦力$ F_{ f1} $为多大？
(2) 将弹簧拉长$ 4 \ cm $时，物体受到地面的摩擦力$ F_{ f2} $为多大？
(3) 物体在水平面上匀速运动时，弹簧形变量$ \Delta x $为多大？

答案： 典例3
解析:
(1)根据胡克定律F = kx
当x = 2cm = 0.02m时，
F1 = 4×10³×0.02N = 80N
由于拉力F1小于最大静摩擦力，物体具有向右的运动趋势，此时物体受到地面的静摩擦力大小为Ff1 = 80N。
(2)当x = 4cm = 0.04m时，
F2 = 4×10³×0.04N = 160N，大于最大静摩擦力，物体已经运动，这时摩擦力为滑动摩擦力，大小为Ff2 = μFN = μmg = 0.5×20×10N = 100N。
(3)当物体在水平面上匀速运动时，物体受滑动摩擦力，摩擦力和拉力为一对平衡力，即弹簧拉力F = μmg = 100N，由F = kΔx
解得Δx = $\frac{100}{4×10³}$m = 0.025m。
答案:
(1)80N　
(2)100N　
(3)0.025m

跟进训练
3. （教材$ P_{92} T_5 $改编）如图所示，一木块放在水平桌面上，在水平方向受到$ F_1 $、$ F_2 $和摩擦力作用，木块处于静止状态，其中$ F_1 = 10 \ N $，$ F_2 = 2 \ N $，则下列说法正确的是（A）

答案： A