湖北省光谷第二高級中學(xué)高三物理 難點(diǎn)3 清除摩擦力帶來的煩惱(通用)
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1、難點(diǎn)3 清除摩擦力帶來的煩惱 對摩擦力的分析是很多力學(xué)問題中的一道坎,摩擦力的問題分為:①摩擦力存在與否的判斷;②摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力的判斷;③摩擦力的方向的判斷;④摩擦力的大小計(jì)算;⑤摩擦力的轉(zhuǎn)型分析。摩擦力分為靜摩擦力和滑動摩擦力,摩擦力是否存在要通過是否接觸、是否有擠壓、是否有相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢、是否有粗糙面等眾多的條件來判斷;摩擦力的方向與相對運(yùn)動方向或相對運(yùn)動趨勢方向相反,對摩擦力方向判斷時(shí)要抓住相對運(yùn)動方向或相對運(yùn)動趨勢的方向;對摩擦力的大小計(jì)算問題要知道摩擦力的計(jì)算公式的限制條件。下面通過四個(gè)步驟來清除摩擦力帶來的煩惱。 清除煩惱之一:掃描摩擦力的基礎(chǔ)認(rèn)識
2、 【調(diào)研1】在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及滑動摩擦力規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,特設(shè)計(jì)了如甲圖所示的演示裝置,力傳感器A與計(jì)算機(jī)連接,可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律,將力傳感器固定在光滑水平桌面上,測力端通過細(xì)繩與一滑塊相連(調(diào)節(jié)傳感器高度可使細(xì)繩水平),滑塊放在較長的小車上,小車一端連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細(xì)繩水平),整個(gè)裝置處于靜止?fàn)顟B(tài).實(shí)驗(yàn)開始時(shí)打開傳感器同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子,小車一旦運(yùn)動起來,立即停止倒沙子,若力傳感器采集的圖像如乙圖,則結(jié)合該圖像,下列說法正確的是: . F/N A 甲圖 2 1 3 4 10 20
3、40 30 50 70 60 80 90 0 t / s 乙圖 A.可求出空沙桶的重力 B.可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力的大小 C.可求出滑塊與小車之間的最大靜摩擦力的大小 D.可判斷第50秒后小車做勻速直線運(yùn)動(滑塊仍在車上) 【解析】t=0時(shí)刻,傳感器顯示拉力為2N,則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力,大小為2N,對車與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重力也等于2N,A對;t=50s時(shí)刻摩擦力達(dá)到最大值,即最大靜摩擦力為3.5N,同時(shí)小車啟動,說明帶有沙的沙桶重力等于3.5N,此時(shí)摩擦力立即變?yōu)榛瑒幽Σ亮?,最大靜摩擦力略大于滑動摩擦力,故摩擦力突變?yōu)?N的滑動摩擦力
4、,B、C正確;此后由于沙桶重力3.5N大于滑動摩擦力3N,故50s后小車將加速運(yùn)動,D錯(cuò)。 【答案】ABC 【學(xué)法指導(dǎo)】 上面的實(shí)驗(yàn)案例考查了靜摩擦力與滑動摩擦力的概念的區(qū)分,這也是難點(diǎn)。本題的難點(diǎn)分為:①對摩擦力分類的判斷,考慮到最大靜摩擦力大于滑動摩擦力,故即在t=50s時(shí)刻為最大靜摩擦力突變?yōu)榛瑒幽Σ亮Φ呐R界,最大靜摩擦力為3.5N。②在50s以后,沙桶的重力一定大于滑動摩擦力,故小車加速運(yùn)動,不可視為平衡條件來處理,因此不能用滑動摩擦力的公式計(jì)算滑動摩擦力的大小。 清除煩惱之二:走出摩擦力的十個(gè)誤區(qū) 【調(diào)研2】判斷下列關(guān)于摩擦力的說法 ①人在地面上向前走動時(shí)受到的摩擦力向前
5、( ) ②猴子沿著桿向上勻速爬與勻速向下爬時(shí)受到的摩擦力均向上( ) ③在水平地面上向右運(yùn)動的物體受到一個(gè)向左的拉力減速運(yùn)動時(shí)受到的摩擦力向右( ) ④人騎自行車在水平地面上加速運(yùn)動時(shí),自行車的前輪受到摩擦力向后,后輪受到摩擦力向前( ) ⑤人推著自行車在水平地面上向前運(yùn)動時(shí),自行車前輪受到摩擦力向后,后輪受到摩擦力向前( ) ⑥用手在固定的桌面上向左抹出一條痕跡,手對桌面的摩擦力不做功,桌面對手的摩擦力作負(fù)功( ) ⑦在站在靜止在光滑水平地面上的車上,然后向車的右邊跑動時(shí),人受到的摩擦力對人作負(fù)功( ) ⑧滑塊從傾斜右向下的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的傳送帶的底端向
6、上以某一個(gè)初速度向上沖上傳送帶時(shí)受到沿著傳送帶向下的摩擦力( ) ⑨滑塊從傾斜右向下的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的傳送帶的頂端向下以某一個(gè)初速度沿著傳送帶滑下時(shí)受到的摩擦力沿著傳送帶向下( ) ⑩用手握緊裝滿水的瓶子靜止提在空中時(shí),手握瓶子的力越大,瓶子受到的摩擦力越大( ) 【解析】①(√)人能向前走動靠的就是向前的靜摩擦力;②(√)猴子處于平衡狀態(tài),摩擦力必定與重力等大反向,故摩擦力向上;③(×)摩擦力與相對運(yùn)動方向相反,物體向右運(yùn)動,摩擦力應(yīng)該向左;④(√)后輪為驅(qū)動輪,受到向前的摩擦力,前輪為從動輪,受到向后的摩擦力;⑤(×)推自行車時(shí),自行車的前后兩個(gè)輪子均為被動運(yùn)動,受到摩擦力均
7、向后;⑥(√)手向左運(yùn)動,受到摩擦力向右,摩擦力對受做負(fù)功,桌面沒有位移,故摩擦力對桌面不做功;⑦(√)人蹬車的后腳受到摩擦力向右,后腳向后蹬,且與車一起接觸向左運(yùn)動,故摩擦力對人的后腳做負(fù)功;⑧(×)由于不知道滑塊的初速度與傳送帶的速度大小關(guān)系,故無法判斷滑塊的相對運(yùn)動方向,摩擦力方向無法判斷;⑨(×)滑塊相對傳送帶向下運(yùn)動,受到摩擦力必定沿著傳送帶向上;⑩(×)手握緊瓶子處于靜止?fàn)顟B(tài),瓶子受到的摩擦力必定與重力等大反向,與手握瓶子的力大小無關(guān)。 【誤點(diǎn)警示】 誤區(qū)一:運(yùn)動的物體間一定有摩擦力,靜止的物體間不存在摩擦力 若兩物體接觸面是光滑的,則兩物體間不論怎樣運(yùn)動,都不會有摩擦力存在
8、。若兩物體間接觸面不光滑,如圖所示,①若物體A、B均相對地面靜止,則A與B之間沒有摩擦力;但B與地面間雖然靜止卻有“相對運(yùn)動的趨勢”,所以存在與F等值反向的靜摩擦力。②若A與B做勻速直線運(yùn)動,則A、B雖都在運(yùn)動,但因A、B間無“相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢”,故沒有摩擦力;而B與地面間有“相對運(yùn)動”,故存在滑動摩擦力。③若在力F的作用下A、B一起做變速運(yùn)動,則A、B均處于運(yùn)動狀態(tài),且A、B之間有“相對運(yùn)動趨勢”,故存在靜摩擦力;而B與地面之間有“相對運(yùn)動”,故存在滑動摩擦力??磥砟Σ亮κ欠翊嬖谂c運(yùn)動和靜止無關(guān),而是與相對運(yùn)動或相對運(yùn)動趨勢的存在有關(guān)。 誤區(qū)二:有彈力就有摩擦力,有摩擦力就有彈力
9、從產(chǎn)生摩擦力的條件可知:有彈力存在僅僅是產(chǎn)生摩擦力的一個(gè)條件,故雖有彈力存在,但兩物體間若沒有“相對運(yùn)動或相對運(yùn)動的趨勢”時(shí),則不會產(chǎn)生摩擦力。反之,若兩物體間有摩擦力,則一定滿足產(chǎn)生彈力的兩個(gè)條件:(1)兩物體接觸;(2)有相互擠壓,所以一定有彈力。故彈力和摩擦力之間的關(guān)系應(yīng)理解為“有摩擦力時(shí)一定有彈力,但有彈力時(shí)不一定有摩擦力”。 誤區(qū)三:只有運(yùn)動的物體才會受到滑動摩擦力作用 滑動摩擦力產(chǎn)生在兩個(gè)“相對運(yùn)動”的物體之間,與物體本身是否運(yùn)動沒有關(guān)系。雖然常見的滑動摩擦力多發(fā)生在運(yùn)動的物體上,但靜止的物體照樣能產(chǎn)生滑動摩擦力。如圖所示,一物體在桌面上滑行,物體和一桌面之間發(fā)生了“相對運(yùn)動”
10、,均受到對方對自己的滑動摩擦力作用,但物體是運(yùn)動的,而桌面卻是靜止的,桌面卻受到了滑動摩擦力??磥盱o止的物體可以受到滑動摩擦力。 誤區(qū)四:只有靜止的物體才會受到靜摩擦力的作用 靜摩擦力產(chǎn)生在兩個(gè)有“相對運(yùn)動趨勢”的物體之間,故兩物體間應(yīng)保持相對靜止。但相對于地面,物體有可能是運(yùn)動的,也有可能是靜止的??磥磉\(yùn)動的物體可以受到靜摩擦力。 誤區(qū)五:摩擦力的大小一定與正壓力成正比 若摩擦力是滑動摩擦力,根據(jù)f=μN(yùn)可知,兩物體間的滑動摩擦力確實(shí)與正壓力成正比。但對靜摩擦力而言,它是一個(gè)被動力,隨著使物體產(chǎn)生“相對運(yùn)動趨勢”的外力的變化而變化,與正壓力大小無關(guān),正壓力只可影響最大靜摩擦力的大小。
11、如圖所示,用一力FN將質(zhì)量為m的物體壓在豎直墻壁上,不管正壓力FN怎樣變化,物體與墻壁之間的靜摩擦力大小總是等于Mg,與FN大小無關(guān)。故在計(jì)算摩擦力時(shí),應(yīng)先分清是滑動摩擦力還是靜摩擦力。 誤區(qū)六:摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動方向相反 摩擦力的方向應(yīng)與“相對運(yùn)動”或“相對運(yùn)動趨勢”的方向相反,與物體的運(yùn)動方向有可能相反也有可能相同。如圖所示,(1)當(dāng)汽車加速前進(jìn)時(shí),若木箱相對于車靜止,則木箱受一靜摩擦力作用;若木箱相對于車略向后滑動,則木箱受一滑動摩擦力作用;但不管是靜摩擦力還是滑動摩擦力,對木箱而言,摩擦力方向均與物體運(yùn)動的方向相同。(2)當(dāng)汽車減速運(yùn)動時(shí),木箱相對于車有向前運(yùn)動的趨勢或發(fā)
12、生向前的滑動,木箱受到向后的摩擦力,摩擦力方向與木箱的運(yùn)動方向相反。 誤區(qū)七:摩擦力的方向與物體運(yùn)動方向一定在同一直線上 常見的多數(shù)摩擦力的方向與物體運(yùn)動方向在同一直線上,但不是所有情境下的摩擦力均如此,如圖所示,一人站在扶梯上,隨扶梯斜向上加速上升;人沿扶梯斜向上運(yùn)動,而人所受摩擦力卻是水平方向,與運(yùn)動方向并不共線。故兩物體間摩擦力的方向應(yīng)正確理解為“與兩物體接觸面相切,和物體間‘相對運(yùn)動’或‘相對運(yùn)動趨勢’的方向相反”,而與物體的運(yùn)動方向無關(guān)。 誤區(qū)八:摩擦力總是阻力,總是阻礙物體的運(yùn)動 v 摩擦力對物體而言,總是阻礙物體間的“相對運(yùn)動或趨勢”,但不是阻礙物體的運(yùn)動。它有時(shí)是阻力
13、有時(shí)也是動力,不可一概而論。如圖所示,(1)當(dāng)板車加速前進(jìn)時(shí),車對木箱的摩擦力向前,對木箱就是動力,使木箱加速前進(jìn);(2)當(dāng)板車減速前進(jìn)時(shí),車對木箱的摩擦力向后,對木箱就是阻力,阻礙木箱前進(jìn)。 誤區(qū)九:靜摩擦力一定小于滑動摩擦力 F f 如圖所示,力F作用在物體上,剛開始物體處于靜止?fàn)顟B(tài),隨著F的增大物體所受靜摩擦力f也增大,最后物體運(yùn)動了起來,靜摩擦力變成了滑動摩擦力,所以有些人產(chǎn)生了“靜摩擦力一定小于圖滑動摩擦力”的錯(cuò)誤認(rèn)識。實(shí)質(zhì)上,隨著外力F的逐步增大,靜摩擦力f也增大,當(dāng)F大于最大靜摩擦力fm時(shí)物體開始運(yùn)動,靜摩擦力f變成滑動摩擦力f滑,此時(shí)f滑為一定值f滑=μN(yùn),但f滑卻比最
14、大靜摩擦力fm略小一些,故最大靜摩擦力比滑動摩擦力大。 誤區(qū)十:靜摩擦力總是不做功,滑動摩擦力總是做負(fù)功 B A (1)靜摩擦力做功分析:如圖所示,若A、B一起在粗糙水平地面上在外力作用下向右勻加速運(yùn)動,B受到的就是靜摩擦力,但對B做正功;若一起向右減速運(yùn)動,靜摩擦力對B就做負(fù)功了;若A、B均沒被拉動而是靜止在地面上,則對面對A的靜摩擦力對A就不做功??磥盱o摩擦力對物體可以做正功、負(fù)功和零功。 (2)滑動摩擦力做功分析:如圖所示,當(dāng)A、B向右運(yùn)動的速度vA>vB時(shí),B受到的滑動摩擦力向右對B做正功;B對A的滑動摩擦力向左對A做負(fù)功;地面受到的滑動摩擦力對地面不做功。看來滑動摩擦力對物
15、體可以做正功、負(fù)功和零功。 (3)一對靜摩擦力做功分析:對兩個(gè)相對靜止的物體,一定有相同的位移,且一對靜摩擦力一定等大反向,故一對靜摩擦力對來個(gè)物體做功必定等大反符號??磥硪粚o摩擦力對兩個(gè)相互作用的物體做功總和一定為零,不會產(chǎn)生熱量。 (4)一對滑動摩擦力做功分析:對兩個(gè)相對運(yùn)動的物體,一定有不同的位移,而滑動摩擦力一定等大反向,故一對滑動摩擦力對兩個(gè)物體做功必定不等,可能出現(xiàn)正功、負(fù)功,但負(fù)功一定多于正功;可能出現(xiàn)負(fù)功、負(fù)功;也可能出現(xiàn)零功、負(fù)功??磥硪粚瑒幽Σ亮蓚€(gè)相互作用的物體做功總和一定為負(fù),必定產(chǎn)生熱量。 清除煩惱之三:理解摩擦力的典型實(shí)例 【調(diào)研3】如圖所示,A B
16、 F 相似的兩個(gè)斜面體A、B在豎直向上的F作用下靜止靠在豎直粗糙墻壁上。關(guān)于他們受到的摩擦力的說法正確的是( ) A、A一定受到四個(gè)力 B、B可能受到四個(gè)力 C、B與墻壁之間一定有彈力和摩擦力 D、A與B之間一定有摩擦力 【解析】對A、B整體受力分析,受到向下的重力、向上的推力F。由平衡條件可知墻壁不可能存在水平向右的彈力,故C錯(cuò);對B受力分析,受到重力、A對B的彈力及摩擦力平衡,故B只能受到三個(gè)力,B錯(cuò);A受到重力、推力、B對A的彈力和摩擦力,共四個(gè)力,A、D對。 【答案】AD 【誤點(diǎn)警示】 本題中B是否受到摩擦力的判斷上運(yùn)用了整體法的平衡條件。結(jié)果顯示B與墻壁之間
17、沒有擠壓,若把墻壁A、B是有可能平衡的,因此在判斷摩擦力是否存在時(shí),如果通過條件無法判斷,可靈活選取方法。 【調(diào)研4】(2020年高考全國新課標(biāo)卷第21題)如圖,在光滑水平面上有一質(zhì)量為m1的足夠長的木板,其上疊放一質(zhì)量為m2的木塊。假定木塊和木板之間的最大靜摩擦力和滑動摩擦力相等?,F(xiàn)給木塊施加一隨時(shí)間t增大的水平力F=kt(k是常數(shù)),木板和木塊加速度的大小分別為a1和a2,下列反映a1和a2變化的圖線中正確的是 【解析】當(dāng)F≤(m1+m2) μg時(shí):木板和木塊一起運(yùn)動a1=a2= ,滿足:木板和木塊間的摩擦力f≤μm2g,符合題意。當(dāng)F>(m1+m2) μg時(shí):木塊在木板上滑動a1
18、=,a2=,滿足:a2>a1符合題意。 【答案】B 【誤點(diǎn)警示】 本題的難點(diǎn)在于拉力在變化,導(dǎo)致加速度和摩擦力均可能發(fā)生變化。正是因?yàn)槟Σ亮τ徐o摩擦力和滑動摩擦力之分,故需要分段來考慮問題。前段摩擦力是靜摩擦力隨著拉力的增大而增大,后段摩擦力是滑動摩擦力,不會因?yàn)橥饬Χ绊懥恕? 清除煩惱之四:洞察摩擦力的各種突變 【調(diào)研16】一滑塊在水平地面上向右運(yùn)動,在經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)受到一水平恒力F作用后運(yùn)動到B點(diǎn),已知滑塊在A、B兩處的速度相同。下列說法正確的有 A、水平地面可能光滑 B、滑塊一定受到摩擦力,且一定小于恒力F C、滑塊只能做勻速直線運(yùn)動 D、B點(diǎn)在A點(diǎn)的左側(cè) 【解析】若地面
19、光滑,無論向左或向右施加水平恒力F,滑塊的合外力均不可能為零,故滑塊不可能出現(xiàn)相同速度,A錯(cuò);若恒力向右,F(xiàn)>f時(shí),滑塊做勻加速運(yùn)動,不符題意,F(xiàn)<f時(shí),滑塊做勻減速運(yùn)動直到停止,也不符題意,F(xiàn)=f時(shí),滑塊做勻速運(yùn)動,符合題意,若恒力向左,F(xiàn)<f,將勻減速運(yùn)動直到停止,不符合題意,若F>f,將先勻減速后勻加速向左回來,速度方向不符合題意。只有當(dāng)F=f,且方向向右時(shí),做勻速直線運(yùn)動才符合題意,故C對。 【答案】C 【誤點(diǎn)警示】 本題解題過程是嚴(yán)密的邏輯討論過程,對摩擦力是否存在進(jìn)行了討論,對外力向左還是向右進(jìn)行了討論,對外力分別向左和向右時(shí),與摩擦力的大小關(guān)系也進(jìn)行了嚴(yán)密的討論。特別是F=
20、f時(shí)的討論最容易漏掉。而本題恰恰就只能是這種情況成立。 O O′ 1 2 【調(diào)研17】如圖所示,在水平轉(zhuǎn)臺上放置有輕繩相連的質(zhì)量相同的滑塊1和滑塊2,轉(zhuǎn)臺繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動過程中,輕繩始終處于水平狀態(tài),兩滑塊始終相對轉(zhuǎn)臺靜止,且與轉(zhuǎn)臺之間的動摩擦因數(shù)相同,且滑塊1到轉(zhuǎn)軸的距離小于滑塊2到轉(zhuǎn)軸的距離。關(guān)于滑塊1和滑塊2受到的摩擦力f1和f2與角速度ω2的關(guān)系圖線,可能正確的是 f1 ω2 O f1 ω2 O f2 ω2 O f2 ω2 O A B C D 【解析】兩滑塊的角速度相同,根據(jù)向心力公式F向=mω2r,考慮到兩滑塊質(zhì)量相同,滑
21、塊2的運(yùn)動半徑較大,受到的摩擦力較大,故滑塊2先達(dá)到滑動摩擦力。繼續(xù)增大角速度,在增加同樣的角速度的情況下,對滑塊1、2分別有T-fA=Mω2R ,T+fB=2Mω2R,隨著角速度ω的增大,繩子拉力T增大,滑塊2的半徑大需要的向心力更多,故繩子拉力增大時(shí)滑塊1的摩擦力反而減小,且與角速度的平方成線性關(guān)系,故A、D正確。 【答案】AD 【學(xué)法指導(dǎo)】 本題涉及到先有繩子拉力還是先有摩擦力,在判斷時(shí)要以相對運(yùn)動趨勢來判斷摩擦力是否存在。實(shí)際上把握住:繩子拉力只有在滑塊要滑動了才會出手幫忙。因此應(yīng)該先有摩擦力,當(dāng)摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力時(shí),繩子才會出現(xiàn)拉力。 F A B C 【調(diào)研18】
22、如圖所示,三物體A、B、C均靜止,輕繩兩端分別與A、C兩物體相連接且伸直,mA=3kg,mB=2kg,mC=1kg,物體A、B、C間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.1,地面光滑,輕繩與滑輪間的摩擦可忽略不計(jì)。若要用力將B物體拉動,則作用在B物體上水平向左的拉力最小值為(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,取g=10m/s2) A.3N B.5N C.8N D.6N 【解析】考查牛頓第二定律、整體法與隔離法受力分析、摩擦力。依題意是要求能把B拉動即可,并不一定要使物體從A和C之間抽出來??紤]到B的上表面的最大靜摩擦力為fA=3N,B的下表面的最大靜摩擦力為fB=5N,故上表面容易滑動,將BC做為整體
23、分析,BC整體向左的加速度大小與A向右的加速度大小相同,均設(shè)為a,由牛頓第二定律:F-T=(mA+mB)a,對A由牛頓第二定律:T-fA=mCa,當(dāng)a=0時(shí),F(xiàn)力最小,解得最小值為F=6N,D對。本題中若F≥9N時(shí),可將B從中間抽出來,而在6N到9N之間的拉力只能使B和C一起從A下面抽出來,而拉力小于6N時(shí),無法拉動B。 【答案】D 【學(xué)法指導(dǎo)】 本題由于外力F的大小未知,導(dǎo)致B與C之間是否會相對運(yùn)動的情況未知,即摩擦力從靜摩擦什么時(shí)候突變?yōu)榛瑒幽Σ亮κ怯懻摰年P(guān)鍵點(diǎn)。 【拓展訓(xùn)練】 1、如圖所示,一個(gè)質(zhì)量為m = 2.0 kg的物體,放在傾角為θ = 30°的斜面上靜止不動,若用豎直
24、向上的力F = 10 N提物體,物體仍靜止(取g = 10 m/s2),與未施加力F時(shí)比較,下述結(jié)論正確的是 30° m F A、物體受到的合外力減小5.0 N B、物體受到的摩擦力減小5.0 N C、斜面受到的壓力減小10.0N D、物體對斜面的作用力減小10.0 N 1、BD【解析】兩種情況相比,物體始終靜止,則合外力均為零,A錯(cuò);物體受到的摩擦力為靜摩擦力,沿著斜面方向,由平衡條件可知:未施加力時(shí),摩擦力f1=mgsinθ=10N,施加力后摩擦力f2=mgsinθ-Fsinθ=5N,B對;垂直斜面方向由平衡條件可知:未施加力時(shí)彈力N1=mgcosθ=10N,施加力后彈
25、力N2=mgcosθ-Fcosθ=5N,故斜面受到壓力減少了5N ,C錯(cuò);未施加力時(shí),斜面對物體的作用力(包括摩擦力和支持力)與其物體的重力等大反向,即物體對斜面的作用力為20N,施加力后斜面對物體的作用力等于mg-F=10N,故物體對斜面的作用力減小10N,D對。 2、如圖所示,斜面體B靜置于水平桌面上,一質(zhì)量為的木塊A從斜面底端開始以初速度沿斜面上滑,然后又返回出發(fā)點(diǎn),此時(shí)速度為v,且v<v0。在上述過程中斜面體一直沒有移動,由此可以得出 A、桌面對B始終有水平向左的靜摩擦力 B、桌面對B的靜摩擦力的大小保持不變 C、桌面對B的支持力的大小保持不變 D、A上滑時(shí)比下滑時(shí)桌面對B的
26、支持力大 2、A【解析】如果B與地面間沒有摩擦力的話,由水平方向動量守恒可判斷A上滑時(shí)和下滑時(shí)B物體都會向右運(yùn)動,所以,B始終有水平向右的運(yùn)動趨勢,桌面對B始終有水平向左的摩擦力,A正確;運(yùn)用整體法分析A上滑和下滑時(shí),加速度大小不一樣,所以加速度在水平方向上的分量也不一樣,A上滑是的加速度大,加速度水平分量大,所以A上滑時(shí)摩擦力大,B錯(cuò)誤;A上滑和下滑時(shí),加速度方向都沿斜面向下,加速度大小不一樣豎直向下分量不一樣,A上滑時(shí)豎直向下分量大,由于失重A上滑時(shí)比下滑時(shí)桌面對B的支持力小,C D錯(cuò)誤.注意:若不對上滑、下滑進(jìn)行分段受力分析,則可能認(rèn)為上滑和下滑加速度相等,從而錯(cuò)選BC;若認(rèn)為上滑是超
27、重,下滑是失重則錯(cuò)選D。 C A B F 3、三塊質(zhì)量均為m的相同物塊A、B、C疊放在水平面上,如圖所示.已知各接觸面間的動摩擦因數(shù)相同.若水平拉力F作用于物塊C上,當(dāng)時(shí)三物塊一起在水平面上勻速運(yùn)動.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,那么 A、若水平拉力F作用于物塊A上,則均當(dāng)時(shí)三物塊一定在水平面上勻速運(yùn)動 B、若水平拉力F作用于物塊B上,并將B從A、C中抽出,則 C、若水平拉力F作用于物塊C上,并將C從B下抽出,則必須大于 D、若水平拉力F作用于物塊A上,并且三物塊均靜止在水平面上,則物塊C受到地面的摩擦力為 3、C【解析】當(dāng)F=mg時(shí)三物塊一定在水平面上勻速運(yùn)動,則有F=f
28、=3μmg,則μ=。若水平拉力F作用于物塊A上,物塊A水平方向受F和摩擦力f1,且最大靜摩擦力f1m=μmg=mg,物塊B水平方向受到兩個(gè)摩擦力f1′、f2,且最大靜摩擦力總有f1m′<f2m,故無論力F多大,物塊B總靜止,同理C總靜止;若三物塊均靜止在水平面上,則作用于物塊A的力F≤μmg=mg,物塊C受到地面的靜摩擦力與F相平衡,最大為mg,AD錯(cuò);若水平拉力F作用于物塊B上,并將B從A、C中抽出,則應(yīng)滿足F-2μmg>2ma,其中a=μg,是物塊A能獲得的最大加速度,解得F>mg,B錯(cuò);若水平拉力F作用于物塊C上,并將C從B下抽出,F(xiàn)-3μmg>3ma,其中a是物塊A、B能獲得的最大加速度,解得F>2mg,C正確。
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