高一物理题,请讲详细点,急需。

重为80牛的物体A放在倾角为30°的斜面B上,AB间的动摩擦因数为(根号3)/6,一根固定在斜面底端的轻质弹簧原长为10cm,在其另一端放置物质A后,使弹簧长度缩短为8c... 重为80牛的物体A放在倾角为30°的斜面B上,AB间的动摩擦因数为(根号3)/6,一根固定在斜面底端的轻质弹簧原长为10cm,在其另一端放置物质A后,使弹簧长度缩短为8cm。现用测力计沿斜面向上拉物体A,且当测力计的读数为F=40牛时,弹簧的长度为
物体A的受力情况分不清,力的方向是怎么样的
答案是8cm,求详细过程
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mcmlxxx
2011-08-13 · TA获得超过444个赞
知道小有建树答主
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这题确实有点难度,题目本身包含了很多信息,要善于挖掘。而且这题的难点在摩擦力,而且是静摩擦力;我主要给你说说摩擦力吧,其它的都是简单的力的分解和计算,相信你能搞定。
静摩擦的概念:一个物体相对于另一个物体来说,有相对运动趋势,但没有相对运动时产生的摩擦,它随推力的增大而增大,但不是无限地增大,当推力增大到超过最大静摩擦时,物体就会运动起来。静摩擦力是小于(等于)动摩擦力的。在这题里面,在施加F之前,物体A相对于斜面是有相对向下的运动趋势的(注意捕捉题目里面的信息,“使弹簧长度缩短为8cm”,说明物体是从上面向下滑动并达到平衡的),平衡的时候静摩擦力等于平衡之前的动摩擦力,摩擦力的方向沿着斜面向上,(这里只能假设物体是缓慢滑动下来的,否则这题就变成物体A的阻尼振动了,中学范围内好像不要求这么分析)。
这里物体对斜面的压力N=(3^0.5)/2 × G,(通过重力分解得来),
所以动摩擦力f=uN=N × (3^0.5)/ 6 =20N(方向沿着斜面向上!);
而重力沿着斜面向下的分力为G/2=40N;
物体在达到平衡时,受到的静摩擦力只能是静止之前的动摩擦力(物体从缓慢向下运动到静止),这时需要20N的弹簧的支持力才能平衡,通过胡克定律就能算出弹簧的胡克系数(k=n/x=10N/cm)。
在施加力F之后,物体会不会运动呢?那要看斜面方向上受力的平衡有没有被打破。这时候情况,假设物体会向上运动(因为在运动的时候摩擦力是动摩擦力,可以用具体的数值来参与计算),摩擦力的方向就变成沿着向下了。
这时沿着斜面向下的力有2个,即40N的重力分量和20N的摩擦力,而向上的有40N的拉力和20N的弹簧的压力,刚好平衡,所以物体在40N的拉力的情况下是不运动的(即假设不成立),平衡没有被打破,所以这时的弹簧长度还是8cm。
你可能还有疑惑,最后咱们是用假设物体运动的情况下得出的结果,但结果反过来有不支持前面的假设。其实这也没什么,关键是的静摩擦力比较难琢磨,它的大小(甚至方向)会随着外界力的情况的变化而变化,尽管于此它还是有个极限的,那就是动摩擦,所以咱们先假设它达到了极限情况,再看看其它的数据是否吻合,就知道假设的对不对了。这在数学上应该叫反证法吧?
你还可以想象一些,所施加的拉力F是从0慢慢增加到40N的,在这个过程中(假设沿着斜面向上为正方向),物体A受到的静摩擦力是从+20N慢慢变化到-20N的,一旦F超过40N一点点,物体就运动了,最后弹簧的长度也就不是8cm了。
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追问
不好意思,再问下,物体向上运动弹簧如果被伸长,那它的弹力方向好像也要改变的,这里有点不明白,为什么只需改变摩擦力方向,
好像有点懂了,那如果F=50牛或F=60牛,F=70牛的时候弹簧长度各是多少
追答
当然,弹簧压缩的话就是弹力,拉伸的话就是拉力了。
前面已经算出来了,摩擦力(沿着斜面向下)和重力分量的和为60n,当拉力等于60n时,弹簧的长度为原始长度,至于你说的50n、70n的情况,你自己好好分析一下吧。
百度网友77829e42d
2011-08-13 · 超过19用户采纳过TA的回答
知道答主
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开始没有测力计的时候:
分解到与斜面平行方向上,重力分量是40N,摩擦力算出来是20N,得知弹簧弹力是20N,(此时重力向下,其他两个力向上,平衡).能算出来弹簧的胡克系数是10N/cm.

有测力计的时候:
有个40N的拉力和重力平衡了,然后就是弹力和摩擦力要平衡.这样才能达到总体的平衡.弹簧是12和8都能平衡.但是弹簧初始状态是8,所以不可能被拉到12.
最后受力是,重力和摩擦力向下,拉力和弹簧弹力向上.
具体过程是,开始处于平衡,当你加上测力计的力时候.运动的趋势就变了,那个摩擦力开始是向上的,现在趋势一变就向下了,并且随着测力计的力增大,摩擦力也增大.最后达到最后那个平衡.
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K的MAN
2011-08-13
知道答主
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你去问你老师吧,。。基础知识不会,概念不理解。必然做不出来。楼上连概念都给你了你还不会。。把在Baidu提问题的时间用在看参考书上吧。。那个有用点。。1楼回答的就很好
追问
让你们见笑了,不好意思。我还是在预习,所以碰到不懂的题想问明白点
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