Question

如图所示，质量=10kg和=30kg的两物体，叠放在粗糙的水平地面上，物体跟地面之间的动摩擦因数为0.30．处于水平位置的轻弹簧劲度系数为200N/m，一端固定于墙壁，另一端跟质量为m₁的物体相连，弹簧处于自然状态．现用水平推力F推质量为m₂的物体上，使它缓慢地向墙壁一侧移动．当移动0.40m时，两物体间刚要开始相对滑动而还没滑动，取g=10m/s²，这时水平推力F的大小为（　　）

A．120N

B．170N

C．200N

D．280N

Answer 1

分析：当质量为m₂的物体向左移动0.40m时，弹簧被压缩0.40m，根据胡克定律求出此时弹簧的弹力大小．以m₁和m₂整体为研究对象，分析受力情况，根据平衡条件求出这时水平推力F的大小．

解答：解：当质量为m₂的物体向左移动0.40m时，弹簧的量压缩为x=0.40m，根据胡克定律得，此时弹簧的弹力大小为：
F_弹=kx=200×0.4N=80N
以m₂研究对象，分析m₁和m₂整体水平方向的受力情况如图，根据平衡条件得：
F=F_弹+f
又f=μ（m₁+m₂）g
得到：F=F_弹+μ（m₁+m₂）g=80N+（10+30）×10×0.30N=200N．
故选：C．

点评：本题平衡条件的简单应用，要灵活选择研究对象，可以采用隔离法，也可以采用整体法．