亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        關(guān)于摩擦力的多角度分析

        2014-05-28 20:39:38馬燕滕祖?zhèn)?/span>
        理科考試研究·高中 2014年5期
        關(guān)鍵詞:外力傳送帶斜面

        馬燕 滕祖?zhèn)?/p>

        學(xué)生對(duì)摩擦力的理解是中學(xué)物理的一個(gè)重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn),學(xué)生如果不能深刻把握摩擦力的本質(zhì),將影響到對(duì)題目的正確理解,可能導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果的出現(xiàn).本文從摩擦力概念的內(nèi)涵角度以及對(duì)摩擦力的作用效果、摩擦力做功的外延角度來通過具體的實(shí)例分析,進(jìn)一步揭示摩擦力的本質(zhì)屬性,以求對(duì)摩擦力有一個(gè)全面深刻的理解.

        一、由概念的內(nèi)涵解讀摩擦力

        互相接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用力稱為摩擦力.摩擦力的產(chǎn)生需同時(shí)具備以下四個(gè)條件:①兩物體有相互接觸;②兩物體相互擠壓,有形變,有彈力(正壓力);③兩物體接觸面粗糙 ;④兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢.摩擦力是從兩物體之間有無相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢進(jìn)行分類的,可分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種.下面對(duì)兩者做一些具體分析.

        滑動(dòng)摩擦力其大小為F=μFN ,說明摩擦力與兩物體間的內(nèi)在因素有關(guān),由動(dòng)摩擦因數(shù)和接觸面的正壓力決定,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反.

        例1已知一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)如下表所示.

        材料1木-金屬1木-木1木-冰1鋼-鋼動(dòng)摩擦因數(shù)10.2010.3010.0310.25如圖1所示,一質(zhì)量為1.0 kg的物塊放置在某材料制作的固定斜面上,斜面傾角為30°,現(xiàn)用彈簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物塊,使其勻加速上升,讀得彈簧秤的示數(shù)為8.17 N,則兩接觸面的材料可能是(g取10 m/s2) ( )

        A.木-金屬 B.木-木

        C.鋼-鋼 D.木-冰

        解析分析物塊受力,由牛頓第二定律得

        F-Mgsin 30°-μMgcos30°=Ma

        所以μ=F-Mgsin 30°-MaMgcos 30°=0.25,C正確.

        靜摩擦力是介于0到最大靜摩擦力μFN之間的一個(gè)力,其大小受外界因素影響,與物體受其它外力以及物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),與接觸面的正壓力無直接關(guān)系;其方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢相反.物體受不受靜摩擦力其方向向哪、大小是多少,是有章可循的.作為靜摩擦力的方向一般從定義上和物體所處的狀態(tài)來判定,本文著重從物體所處狀態(tài)判定靜摩擦力方向;作為靜摩擦力的大小一般從物體所處的兩種狀態(tài)來考慮:一種是物體處于平衡態(tài),一種是物體處于非平衡態(tài).

        處于相對(duì)靜止的兩物體平衡態(tài)時(shí),物體間的靜摩擦力根據(jù)力的平衡條件,其大小與除靜摩擦力之外的其他外力的合力大小相等方向相反,即F合=f;處于相對(duì)靜止的兩物體其加速度不為零,即處于非平衡態(tài)時(shí),其靜摩擦力的判定:首先是看其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),確定加速度;再就是分析物體受其他外力情況,對(duì)物體運(yùn)用牛頓第二定律來判定靜摩擦力的大小和方向.

        例2 A、B兩物體疊放在光滑水平桌面上,質(zhì)量分別為M和m,如圖2,水平恒力F作用在A物體上,使二者保持相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng),分析A、B間摩擦力大小.

        解析A、B一起向右運(yùn)動(dòng)必有共同加速度,對(duì)整體有

        F=cm+ma, a=F/(M+m).

        對(duì)B物體:受到向右的靜摩擦力,f=ma=mF/(M+m)

        綜上所述,滑動(dòng)摩擦力只與兩物體之間的正壓力Fn和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān),且二者確定,摩擦力即確定.對(duì)于靜摩擦力的分析要依據(jù)物體所處的狀態(tài)判定.當(dāng)物體處于平衡態(tài)時(shí),依據(jù)平衡條件判定.當(dāng)物體處于非平衡態(tài)時(shí),要結(jié)合運(yùn)動(dòng)和受力共同分析,物體所受的外力與加速度遵從牛頓第二定律,即∑F=ma.

        二、從力的作用效果上認(rèn)識(shí)摩擦力

        從摩擦力定義的角度看摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢.學(xué)生總是錯(cuò)誤地認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng),是阻力.其實(shí)對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體,所受的摩擦力是不是阻力,除了看摩擦力的大小外,還要看其相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)方向.如果物體受到摩擦力而物體不運(yùn)動(dòng),則這個(gè)力必與物體受到的其他外力的合力構(gòu)成平衡力;當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向相反時(shí),摩擦力為阻力;當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向一致時(shí),摩擦力為動(dòng)力.

        例3一物體A相對(duì)于傳送帶靜止,如圖3所示,當(dāng)傳送帶由靜止突然向下逐漸增加加速度的過程中,設(shè)傳送帶傾角為θ,物塊與傳送帶間摩擦因數(shù)為μ.試分析物體A的摩擦力大小和方向?

        解析(1)初始狀態(tài):A物體的摩擦力f=mgsinθ(摩擦力為平衡力)

        (2)當(dāng)0

        f= mgsinθ- ma

        A沿斜面向上的靜摩擦力在減小,(摩擦力為阻力)

        (3)當(dāng)a=gsinθ時(shí),f=0

        (4)當(dāng)gsinθ〈a〈gsinθ+μgcosθ時(shí),由mgsinθ+f=ma 知有f=ma-mgsinθ

        如果繼續(xù)增加傳送帶的加速度,重力沿斜面分力不足以提供物體向下加速的力,物體此時(shí)必受到沿傳送帶向下的靜摩擦力,且大小在增加(摩擦力為動(dòng)力)

        (5) 當(dāng)a>gsinθ+μgcosθ時(shí),當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)再增加傳送帶的加速度,A沿斜面開始上滑,對(duì)地面來說是下滑.此時(shí)摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,即f=μmgcosθ(摩擦力為動(dòng)力)

        三、從摩擦力做功、能量轉(zhuǎn)化角度把握摩擦力

        既然摩擦力可以作為平衡力,也可做動(dòng)力,又可做阻力,因此摩擦力既可不做功,也可做正功,又可以做負(fù)功.摩擦力做正功、負(fù)功、不做功的主要標(biāo)志不是看物體間是受靜摩擦力還是受滑動(dòng)摩擦力,而是看物體在摩擦力方向上有無位移,位移的方向與摩擦力的方向一致還是相反.

        例4如圖4,質(zhì)量為m的小木塊A以水平初速度V0沖上質(zhì)量為M,長為L,置于光滑水平面上的木板B上,并正好不從B上掉下,求此過程摩擦力對(duì)A、B兩物體做功情況以及產(chǎn)生的內(nèi)能.

        解析設(shè)A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,A滑上B后,A、B所受摩擦力的方向如圖所示,設(shè)當(dāng)A恰好滑到B的末端時(shí),二者具有共同速度v

        對(duì)A有v=v0-μgt

        對(duì)B有v=μmgt/M

        則v=mv0/(M+m)因?yàn)镕與物體對(duì)地運(yùn)動(dòng)方向相反,因此摩擦力對(duì)物體做負(fù)功,由動(dòng)能定理有W1=-Fsm=m(v2-v20)/2=-Mm(2m+M)v20/2(m+M)2 ①

        對(duì)B:F′與物體的對(duì)地運(yùn)動(dòng)方向相同,摩擦力對(duì)物體做正功, 由動(dòng)能定理有

        W2=FsM=F(L+Sm)=Mv2/2=Mmv20/2(m+M)2 ②

        將①②相加并整理得fL=mv20/2-(M+m)v2/2 ③

        進(jìn)一步整理得fL=Mmv20/2(m+M)

        由①②兩式可以看出,摩擦力的功由摩擦力和對(duì)地位移決定;③式說明摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能與兩者的相對(duì)位移有關(guān),且系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能等于摩擦力f與兩物體相對(duì)位移L之積.

        綜上所述,摩擦力總阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢,但對(duì)于地面的觀察者來說,摩擦力的方向不一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反,有可能相同,也有可能不運(yùn)動(dòng).這就可能出現(xiàn)摩擦力對(duì)物體做負(fù)功、做正功、不做功的情況.

        學(xué)生對(duì)摩擦力的理解是中學(xué)物理的一個(gè)重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn),學(xué)生如果不能深刻把握摩擦力的本質(zhì),將影響到對(duì)題目的正確理解,可能導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果的出現(xiàn).本文從摩擦力概念的內(nèi)涵角度以及對(duì)摩擦力的作用效果、摩擦力做功的外延角度來通過具體的實(shí)例分析,進(jìn)一步揭示摩擦力的本質(zhì)屬性,以求對(duì)摩擦力有一個(gè)全面深刻的理解.

        一、由概念的內(nèi)涵解讀摩擦力

        互相接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用力稱為摩擦力.摩擦力的產(chǎn)生需同時(shí)具備以下四個(gè)條件:①兩物體有相互接觸;②兩物體相互擠壓,有形變,有彈力(正壓力);③兩物體接觸面粗糙 ;④兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢.摩擦力是從兩物體之間有無相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢進(jìn)行分類的,可分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種.下面對(duì)兩者做一些具體分析.

        滑動(dòng)摩擦力其大小為F=μFN ,說明摩擦力與兩物體間的內(nèi)在因素有關(guān),由動(dòng)摩擦因數(shù)和接觸面的正壓力決定,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反.

        例1已知一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)如下表所示.

        材料1木-金屬1木-木1木-冰1鋼-鋼動(dòng)摩擦因數(shù)10.2010.3010.0310.25如圖1所示,一質(zhì)量為1.0 kg的物塊放置在某材料制作的固定斜面上,斜面傾角為30°,現(xiàn)用彈簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物塊,使其勻加速上升,讀得彈簧秤的示數(shù)為8.17 N,則兩接觸面的材料可能是(g取10 m/s2) ( )

        A.木-金屬 B.木-木

        C.鋼-鋼 D.木-冰

        解析分析物塊受力,由牛頓第二定律得

        F-Mgsin 30°-μMgcos30°=Ma

        所以μ=F-Mgsin 30°-MaMgcos 30°=0.25,C正確.

        靜摩擦力是介于0到最大靜摩擦力μFN之間的一個(gè)力,其大小受外界因素影響,與物體受其它外力以及物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),與接觸面的正壓力無直接關(guān)系;其方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢相反.物體受不受靜摩擦力其方向向哪、大小是多少,是有章可循的.作為靜摩擦力的方向一般從定義上和物體所處的狀態(tài)來判定,本文著重從物體所處狀態(tài)判定靜摩擦力方向;作為靜摩擦力的大小一般從物體所處的兩種狀態(tài)來考慮:一種是物體處于平衡態(tài),一種是物體處于非平衡態(tài).

        處于相對(duì)靜止的兩物體平衡態(tài)時(shí),物體間的靜摩擦力根據(jù)力的平衡條件,其大小與除靜摩擦力之外的其他外力的合力大小相等方向相反,即F合=f;處于相對(duì)靜止的兩物體其加速度不為零,即處于非平衡態(tài)時(shí),其靜摩擦力的判定:首先是看其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),確定加速度;再就是分析物體受其他外力情況,對(duì)物體運(yùn)用牛頓第二定律來判定靜摩擦力的大小和方向.

        例2 A、B兩物體疊放在光滑水平桌面上,質(zhì)量分別為M和m,如圖2,水平恒力F作用在A物體上,使二者保持相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng),分析A、B間摩擦力大小.

        解析A、B一起向右運(yùn)動(dòng)必有共同加速度,對(duì)整體有

        F=cm+ma, a=F/(M+m).

        對(duì)B物體:受到向右的靜摩擦力,f=ma=mF/(M+m)

        綜上所述,滑動(dòng)摩擦力只與兩物體之間的正壓力Fn和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān),且二者確定,摩擦力即確定.對(duì)于靜摩擦力的分析要依據(jù)物體所處的狀態(tài)判定.當(dāng)物體處于平衡態(tài)時(shí),依據(jù)平衡條件判定.當(dāng)物體處于非平衡態(tài)時(shí),要結(jié)合運(yùn)動(dòng)和受力共同分析,物體所受的外力與加速度遵從牛頓第二定律,即∑F=ma.

        二、從力的作用效果上認(rèn)識(shí)摩擦力

        從摩擦力定義的角度看摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢.學(xué)生總是錯(cuò)誤地認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng),是阻力.其實(shí)對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體,所受的摩擦力是不是阻力,除了看摩擦力的大小外,還要看其相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)方向.如果物體受到摩擦力而物體不運(yùn)動(dòng),則這個(gè)力必與物體受到的其他外力的合力構(gòu)成平衡力;當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向相反時(shí),摩擦力為阻力;當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向一致時(shí),摩擦力為動(dòng)力.

        例3一物體A相對(duì)于傳送帶靜止,如圖3所示,當(dāng)傳送帶由靜止突然向下逐漸增加加速度的過程中,設(shè)傳送帶傾角為θ,物塊與傳送帶間摩擦因數(shù)為μ.試分析物體A的摩擦力大小和方向?

        解析(1)初始狀態(tài):A物體的摩擦力f=mgsinθ(摩擦力為平衡力)

        (2)當(dāng)0

        f= mgsinθ- ma

        A沿斜面向上的靜摩擦力在減小,(摩擦力為阻力)

        (3)當(dāng)a=gsinθ時(shí),f=0

        (4)當(dāng)gsinθ〈a〈gsinθ+μgcosθ時(shí),由mgsinθ+f=ma 知有f=ma-mgsinθ

        如果繼續(xù)增加傳送帶的加速度,重力沿斜面分力不足以提供物體向下加速的力,物體此時(shí)必受到沿傳送帶向下的靜摩擦力,且大小在增加(摩擦力為動(dòng)力)

        (5) 當(dāng)a>gsinθ+μgcosθ時(shí),當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)再增加傳送帶的加速度,A沿斜面開始上滑,對(duì)地面來說是下滑.此時(shí)摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,即f=μmgcosθ(摩擦力為動(dòng)力)

        三、從摩擦力做功、能量轉(zhuǎn)化角度把握摩擦力

        既然摩擦力可以作為平衡力,也可做動(dòng)力,又可做阻力,因此摩擦力既可不做功,也可做正功,又可以做負(fù)功.摩擦力做正功、負(fù)功、不做功的主要標(biāo)志不是看物體間是受靜摩擦力還是受滑動(dòng)摩擦力,而是看物體在摩擦力方向上有無位移,位移的方向與摩擦力的方向一致還是相反.

        例4如圖4,質(zhì)量為m的小木塊A以水平初速度V0沖上質(zhì)量為M,長為L,置于光滑水平面上的木板B上,并正好不從B上掉下,求此過程摩擦力對(duì)A、B兩物體做功情況以及產(chǎn)生的內(nèi)能.

        解析設(shè)A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,A滑上B后,A、B所受摩擦力的方向如圖所示,設(shè)當(dāng)A恰好滑到B的末端時(shí),二者具有共同速度v

        對(duì)A有v=v0-μgt

        對(duì)B有v=μmgt/M

        則v=mv0/(M+m)因?yàn)镕與物體對(duì)地運(yùn)動(dòng)方向相反,因此摩擦力對(duì)物體做負(fù)功,由動(dòng)能定理有W1=-Fsm=m(v2-v20)/2=-Mm(2m+M)v20/2(m+M)2 ①

        對(duì)B:F′與物體的對(duì)地運(yùn)動(dòng)方向相同,摩擦力對(duì)物體做正功, 由動(dòng)能定理有

        W2=FsM=F(L+Sm)=Mv2/2=Mmv20/2(m+M)2 ②

        將①②相加并整理得fL=mv20/2-(M+m)v2/2 ③

        進(jìn)一步整理得fL=Mmv20/2(m+M)

        由①②兩式可以看出,摩擦力的功由摩擦力和對(duì)地位移決定;③式說明摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能與兩者的相對(duì)位移有關(guān),且系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能等于摩擦力f與兩物體相對(duì)位移L之積.

        綜上所述,摩擦力總阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢,但對(duì)于地面的觀察者來說,摩擦力的方向不一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反,有可能相同,也有可能不運(yùn)動(dòng).這就可能出現(xiàn)摩擦力對(duì)物體做負(fù)功、做正功、不做功的情況.

        學(xué)生對(duì)摩擦力的理解是中學(xué)物理的一個(gè)重點(diǎn),也是一個(gè)難點(diǎn),學(xué)生如果不能深刻把握摩擦力的本質(zhì),將影響到對(duì)題目的正確理解,可能導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果的出現(xiàn).本文從摩擦力概念的內(nèi)涵角度以及對(duì)摩擦力的作用效果、摩擦力做功的外延角度來通過具體的實(shí)例分析,進(jìn)一步揭示摩擦力的本質(zhì)屬性,以求對(duì)摩擦力有一個(gè)全面深刻的理解.

        一、由概念的內(nèi)涵解讀摩擦力

        互相接觸的兩個(gè)物體,當(dāng)它們有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力,這種阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用力稱為摩擦力.摩擦力的產(chǎn)生需同時(shí)具備以下四個(gè)條件:①兩物體有相互接觸;②兩物體相互擠壓,有形變,有彈力(正壓力);③兩物體接觸面粗糙 ;④兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢.摩擦力是從兩物體之間有無相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢進(jìn)行分類的,可分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種.下面對(duì)兩者做一些具體分析.

        滑動(dòng)摩擦力其大小為F=μFN ,說明摩擦力與兩物體間的內(nèi)在因素有關(guān),由動(dòng)摩擦因數(shù)和接觸面的正壓力決定,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反.

        例1已知一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)如下表所示.

        材料1木-金屬1木-木1木-冰1鋼-鋼動(dòng)摩擦因數(shù)10.2010.3010.0310.25如圖1所示,一質(zhì)量為1.0 kg的物塊放置在某材料制作的固定斜面上,斜面傾角為30°,現(xiàn)用彈簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物塊,使其勻加速上升,讀得彈簧秤的示數(shù)為8.17 N,則兩接觸面的材料可能是(g取10 m/s2) ( )

        A.木-金屬 B.木-木

        C.鋼-鋼 D.木-冰

        解析分析物塊受力,由牛頓第二定律得

        F-Mgsin 30°-μMgcos30°=Ma

        所以μ=F-Mgsin 30°-MaMgcos 30°=0.25,C正確.

        靜摩擦力是介于0到最大靜摩擦力μFN之間的一個(gè)力,其大小受外界因素影響,與物體受其它外力以及物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān),與接觸面的正壓力無直接關(guān)系;其方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢相反.物體受不受靜摩擦力其方向向哪、大小是多少,是有章可循的.作為靜摩擦力的方向一般從定義上和物體所處的狀態(tài)來判定,本文著重從物體所處狀態(tài)判定靜摩擦力方向;作為靜摩擦力的大小一般從物體所處的兩種狀態(tài)來考慮:一種是物體處于平衡態(tài),一種是物體處于非平衡態(tài).

        處于相對(duì)靜止的兩物體平衡態(tài)時(shí),物體間的靜摩擦力根據(jù)力的平衡條件,其大小與除靜摩擦力之外的其他外力的合力大小相等方向相反,即F合=f;處于相對(duì)靜止的兩物體其加速度不為零,即處于非平衡態(tài)時(shí),其靜摩擦力的判定:首先是看其運(yùn)動(dòng)狀態(tài),確定加速度;再就是分析物體受其他外力情況,對(duì)物體運(yùn)用牛頓第二定律來判定靜摩擦力的大小和方向.

        例2 A、B兩物體疊放在光滑水平桌面上,質(zhì)量分別為M和m,如圖2,水平恒力F作用在A物體上,使二者保持相對(duì)靜止一起運(yùn)動(dòng),分析A、B間摩擦力大小.

        解析A、B一起向右運(yùn)動(dòng)必有共同加速度,對(duì)整體有

        F=cm+ma, a=F/(M+m).

        對(duì)B物體:受到向右的靜摩擦力,f=ma=mF/(M+m)

        綜上所述,滑動(dòng)摩擦力只與兩物體之間的正壓力Fn和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān),且二者確定,摩擦力即確定.對(duì)于靜摩擦力的分析要依據(jù)物體所處的狀態(tài)判定.當(dāng)物體處于平衡態(tài)時(shí),依據(jù)平衡條件判定.當(dāng)物體處于非平衡態(tài)時(shí),要結(jié)合運(yùn)動(dòng)和受力共同分析,物體所受的外力與加速度遵從牛頓第二定律,即∑F=ma.

        二、從力的作用效果上認(rèn)識(shí)摩擦力

        從摩擦力定義的角度看摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢.學(xué)生總是錯(cuò)誤地認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng),是阻力.其實(shí)對(duì)于運(yùn)動(dòng)的物體,所受的摩擦力是不是阻力,除了看摩擦力的大小外,還要看其相對(duì)地面的運(yùn)動(dòng)方向.如果物體受到摩擦力而物體不運(yùn)動(dòng),則這個(gè)力必與物體受到的其他外力的合力構(gòu)成平衡力;當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向相反時(shí),摩擦力為阻力;當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向一致時(shí),摩擦力為動(dòng)力.

        例3一物體A相對(duì)于傳送帶靜止,如圖3所示,當(dāng)傳送帶由靜止突然向下逐漸增加加速度的過程中,設(shè)傳送帶傾角為θ,物塊與傳送帶間摩擦因數(shù)為μ.試分析物體A的摩擦力大小和方向?

        解析(1)初始狀態(tài):A物體的摩擦力f=mgsinθ(摩擦力為平衡力)

        (2)當(dāng)0

        f= mgsinθ- ma

        A沿斜面向上的靜摩擦力在減小,(摩擦力為阻力)

        (3)當(dāng)a=gsinθ時(shí),f=0

        (4)當(dāng)gsinθ〈a〈gsinθ+μgcosθ時(shí),由mgsinθ+f=ma 知有f=ma-mgsinθ

        如果繼續(xù)增加傳送帶的加速度,重力沿斜面分力不足以提供物體向下加速的力,物體此時(shí)必受到沿傳送帶向下的靜摩擦力,且大小在增加(摩擦力為動(dòng)力)

        (5) 當(dāng)a>gsinθ+μgcosθ時(shí),當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)再增加傳送帶的加速度,A沿斜面開始上滑,對(duì)地面來說是下滑.此時(shí)摩擦力為滑動(dòng)摩擦力,即f=μmgcosθ(摩擦力為動(dòng)力)

        三、從摩擦力做功、能量轉(zhuǎn)化角度把握摩擦力

        既然摩擦力可以作為平衡力,也可做動(dòng)力,又可做阻力,因此摩擦力既可不做功,也可做正功,又可以做負(fù)功.摩擦力做正功、負(fù)功、不做功的主要標(biāo)志不是看物體間是受靜摩擦力還是受滑動(dòng)摩擦力,而是看物體在摩擦力方向上有無位移,位移的方向與摩擦力的方向一致還是相反.

        例4如圖4,質(zhì)量為m的小木塊A以水平初速度V0沖上質(zhì)量為M,長為L,置于光滑水平面上的木板B上,并正好不從B上掉下,求此過程摩擦力對(duì)A、B兩物體做功情況以及產(chǎn)生的內(nèi)能.

        解析設(shè)A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,A滑上B后,A、B所受摩擦力的方向如圖所示,設(shè)當(dāng)A恰好滑到B的末端時(shí),二者具有共同速度v

        對(duì)A有v=v0-μgt

        對(duì)B有v=μmgt/M

        則v=mv0/(M+m)因?yàn)镕與物體對(duì)地運(yùn)動(dòng)方向相反,因此摩擦力對(duì)物體做負(fù)功,由動(dòng)能定理有W1=-Fsm=m(v2-v20)/2=-Mm(2m+M)v20/2(m+M)2 ①

        對(duì)B:F′與物體的對(duì)地運(yùn)動(dòng)方向相同,摩擦力對(duì)物體做正功, 由動(dòng)能定理有

        W2=FsM=F(L+Sm)=Mv2/2=Mmv20/2(m+M)2 ②

        將①②相加并整理得fL=mv20/2-(M+m)v2/2 ③

        進(jìn)一步整理得fL=Mmv20/2(m+M)

        由①②兩式可以看出,摩擦力的功由摩擦力和對(duì)地位移決定;③式說明摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能與兩者的相對(duì)位移有關(guān),且系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能等于摩擦力f與兩物體相對(duì)位移L之積.

        綜上所述,摩擦力總阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢,但對(duì)于地面的觀察者來說,摩擦力的方向不一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反,有可能相同,也有可能不運(yùn)動(dòng).這就可能出現(xiàn)摩擦力對(duì)物體做負(fù)功、做正功、不做功的情況.

        猜你喜歡
        外力傳送帶斜面
        傾斜傳送帶問題突破
        斜面之上探動(dòng)能
        巧用“相對(duì)”求解光滑斜面體問題
        巧用“相對(duì)”求解光滑斜面體問題
        淺探傳送帶模型的分析策略
        帶低正則外力項(xiàng)的分?jǐn)?shù)次阻尼波方程的長時(shí)間行為
        一題多變 搞定斜面上的運(yùn)動(dòng)
        常見運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷的簡單處理方法(二)
        四列氮?dú)錃馔鶑?fù)壓縮機(jī)外力及其平衡的分析與計(jì)算
        配電網(wǎng)電纜線路防外力破壞問題研究
        河南科技(2014年11期)2014-02-27 14:17:04
        日韩精品亚洲一区二区| 久久久精品亚洲懂色av| 国产黄在线观看免费观看不卡| 久久99人妖视频国产| 亚洲地区一区二区三区| 99精品国产99久久久久久97 | 少妇高潮流白浆在线观看| 日本中文字幕精品久久| 成人午夜免费福利| 国产乱妇乱子视频在播放| 精品福利一区二区三区免费视频 | 最近中文字幕精品在线| 中日韩欧美高清在线播放| 99久久久无码国产精品试看| 久久影院午夜理论片无码| 国产精品久久久看三级| 综合无码综合网站| 中文字幕在线日亚洲9| 99麻豆久久精品一区二区| 欧美整片第一页| 国产又粗又猛又黄又爽无遮挡| av免费在线播放观看| 狠狠综合亚洲综合亚色| 最新四色米奇影视777在线看| 人妻少妇久久久久久97人妻| 成人男性视频在线观看| AV在线中出| 久久99精品久久久久久久清纯| 色欲色欲天天天www亚洲伊| 亚洲天堂二区三区三州| 黄片亚洲精品在线观看| 精品日韩欧美| 午夜精品一区二区三区在线观看| 街拍丝袜美腿美女一区| 在线av野外国语对白| 狠狠躁夜夜躁人人爽天天天天97| 国产做爰又粗又大又爽动漫| 日韩人妻精品中文字幕专区| 女同欲望一区二区三区| 99re6久精品国产首页| 无码专区久久综合久中文字幕|