Question

如圖所示，質量m₁=10kg和m₂=30kg的兩物體，疊放在動摩擦因數為0.50的粗糙水平地面上，一處于水平位置的輕彈簧，勁度系數為250N/m，一端固定于墻壁，另一端與質量為m₁的物體相連，彈簧處于自然狀態，現用一水平推力F作用于質量為m₂的物體上，使它緩慢地向墻壁一側移動，當移動0.40m時，兩物體間開始相對滑動，這時水平推力F的大小為（　　）

A．100N

B．300N

C．200N

D．250N

Answer 1

分析：當質量為m₂的物體向左移動0.40m時，彈簧被壓縮0.40m，根據胡克定律求出此時彈簧的彈力大小．以m₁和m₂整體為研究對象，分析受力情況，根據平衡條件求出這時水平推力F的大小．

解答：解：當質量為m₂的物體向左移動0.40m時，彈簧的量壓縮為x=0.40m，根據胡克定律得，此時彈簧的彈力大小為：
F_彈=kx=250×0.4N=100N
以m₂研究對象，分析m₁和m₂整體水平方向的受力情況如圖，根據平衡條件得：
F=F_彈+f
又f=μ（m₁+m₂）g
得到：F=F_彈+μ（m₁+m₂）g=100N+（10+30）×10×0.5N=300N．
故選：B

點評：本題平衡條件的簡單應用，要靈活選擇研究對象，可以采用隔離法，也可以采用整體法．