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有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧.如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上...

有一种圆珠笔,内部有一根小弹簧.如图所示,当笔杆竖直放置时,在圆珠笔尾部的按钮上放一个200g的砝码,弹簧压缩2mm.现用这支圆珠笔水平推一部放在桌面上的一本书,当按钮压缩量为2.5mm时,这本书匀速运动,弹力与摩擦力平衡.试求:

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(1)笔内小弹簧的劲度系数;

(2)书与桌面间的摩擦力的大小;

(3)已知书的质量是1kg,求书与桌面间的动摩擦因数.(g取10m/s2

 

(1)1×103N/m; (2)2.5N; (3)0.25 【解析】 试题分析:(1)当笔杆竖直放置时,弹簧的弹力大小等于砝码的重力,由胡克定律可求得笔内小弹簧的劲度系数; (2)、(3)书做匀速运动,水平方向所受的滑动摩擦力与弹簧的弹力平衡,根据胡克定律求出此时弹簧的弹力,即可得到书与桌面间的摩擦力的大小,从而求出摩擦因数. 【解析】 (1)当笔杆竖直放置时,弹簧的弹力大小:F=mg=200×10﹣3×10=2N 由胡克定律F=kx,得:k==N/m=1×103N/m (2)当书匀速运动时,有 F′=f 而弹力 F′=kx′=1×103×0.0025N=2.5N 即书与桌面间的摩擦力的大小是2.5N. (3)由f=μFN=μmg得: μ==0.25 答:(1)笔内小弹簧的劲度系数是1×103N/m; (2)书与桌面间的摩擦力的大小是2.5N; (3)已知书的质量是1kg,书与桌面间的动摩擦因数是0.25. 【点评】本题运用平衡条件求解弹簧的弹力,由胡克定律求得小弹簧的劲度系数是常用的方法.关键要注意公式F=kx中x是弹簧压缩的长度或伸长的长度,不是弹簧的长度.  
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考点分析:
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