初二物理:怎么求弹簧拉着运动时物体受到的摩擦力?这方法很管用

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求物体在运动过程中受到的摩擦力和弹簧弹力是初二物理的重要题型,也是物理中考的常考题型本文就例题详细解析这类题型的解题方法,希望能给初二、初三学生的物理学习带来帮助。

例题

为了测量某物体和水平地面间的动摩擦因数,小聪同学进行如图甲、乙的操作:把物体挂在竖直放置的弹簧测力计下端,弹簧伸长了△x1=4cm;然后用该弹簧水平拉着该物体在水平地面上做匀速直线运动,弹簧伸长了△x2=1cm,求该物体与水平地面间的动摩擦因数。(物体在水平面上运动时受到的摩擦力f=μF,其中μ叫做动摩擦因数,F是指物体对水平面的压力;在弹性限度的范围内,弹簧受到的弹力F=k△x,其中k叫做劲度系数,△x是指弹簧的形变量)

初二物理:怎么求弹簧拉着运动时物体受到的摩擦力?这方法很管用

解题过程:

设物体受到的重力为G

1、甲图

根据题目中的条件:物体处于静止状态,物体受到的重力为G,则物体受到弹簧的弹力F1=G;

根据题目中的条件和结论:物体受到弹簧的弹力F1=k△x1,F1=G,△x1=4cm,则弹簧的劲度系数k=F1/△x1=G/4;

2、乙图

根据题目中的条件和结论:物体受到弹簧的弹力F2=k△x2,k=G/4,△x2=1cm,则物体受到弹簧的弹力F2=G/4;

根据题目中的条件:物体在水平地面上做匀速直线运动,物体受到的摩擦力为f,则物体受到弹簧的弹力F2=f;

根据结论:物体受到弹簧的弹力F2=f,F2=G/4,则物体在水平面上运动时受到的摩擦力f=G/4;

根据题目中的条件:物体受到的重力为G,则物体对水平面的压力F3=G;

根据题目中的条件和结论:物体在水平面上运动时受到的摩擦力f=μF3,f=G/4,物体对水平面的压力F3=G,则物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.25。

结语

解决本题的关键是分别对甲、乙图中的物体进行受力分析,在甲图中根据物体所受重力与弹簧弹力相等,再结合弹簧弹力的公式,可以求得弹簧的劲度系数与物体所受重力之间的关系;在乙图中根据物体在匀速运动状态下,物体所受的摩擦力与弹簧弹力相等、物体所受重力与物体对地面的压力相等,再结合弹簧弹力和摩擦力的公式,就可以求得题目需要的物体与水平面间的动摩擦因数。


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