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

        ?

        淺談彈力與摩擦力的臨界問題

        2015-04-09 16:00:24鐘佩文
        物理教學探討 2015年2期
        關鍵詞:彈力摩擦力

        鐘佩文

        摘 要:臨界問題是高中力學中的一個關鍵問題,目前備受大型考試的青睞與關注。這一問題涉及物體在臨界條件下所處的運動狀態(tài),需要分析該種狀態(tài)下物體的受力情況,用以確定變化范圍。本文結合人教版教材高一大綱的內(nèi)容,淺談有關彈力與摩擦力的臨界問題,從而為研究圓周運動的臨界問題打下堅實的基礎。

        關鍵詞:彈力;摩擦力;臨界問題

        中圖分類號:G633.7 文獻標識碼:A 文章編號:1003-6148(2015)2-0041-2

        《彈力》與《摩擦力》兩節(jié)內(nèi)容位于普通高中人教版教材必修1《物理》的第三章《相互作用》。其臨界問題對研究豎直平面內(nèi)與水平面內(nèi)圓周運動的臨界問題起著巨大的推動作用。清楚地認識這類求解范圍變化問題顯得尤為重要。下面,本文分別就彈力與摩擦力的臨界問題展開探討。

        1 彈力的臨界問題

        彈力發(fā)生在兩個物體的接觸面之間,其產(chǎn)生條件為:①相互接觸;②發(fā)生彈性形變。當物體處于臨界狀態(tài)時,往往某個接觸面的彈力會發(fā)生突變。因此,彈力在物體的接觸面之間的臨界條件是“它恰好為0,表現(xiàn)為恰好消失”。

        例題1 如圖1所示,質量m=10 kg的小球掛在傾斜角為37°的光滑斜面的固定鐵桿上,求解:①當斜面和小球以a1=g/2的加速度水平向右勻加速運動時,小球對細繩的拉力和斜面對小球的支持力分別為多大?②當斜面和小球以a2= g的加速度水平向右勻加速運動時,小球對細繩的拉力和斜面對小球的支持力分別為多大?

        解析 此題設置了①②兩個小問,并且兩個小問的文字表述中只有加速度a不同,其余前提條件都相同,旨在提醒學生認清此題的考點類型,它是一道關于彈力的臨界問題。當斜面和小球以不同的加速度a水平向右勻加速運動時,兩者之間的彈力會出現(xiàn)“是否存在”這兩種基本情況。也即是說,該題需要學生求解的關鍵問題是“當斜面和小球以多大加速度a0水平向右勻加速運動,彈力N會出現(xiàn)恰好為0的臨界狀況。”針對N=0這一臨界條件,取定小球為研究對象,開始

        對小球進行受力分析。

        如圖2所示,分析在斜面上的小球的受力情況。假定當斜面和小球以加速度a0水平向右勻加速運動時,接觸面的彈力N發(fā)生突變恰好為0。這時,斜面與小球之間沒有相互作用,小球受到重力mg與細繩的拉力T這兩個外力作用。借助于平行四邊形定則,根據(jù)牛頓第二定律,在臨界狀況下有:

        tan37°= (1)

        可以求出:

        a0= g。

        ①因為a1

        所以,此問中小球仍然位于斜面上,它受到重力mg、細繩的拉力T1與斜面的支持力N1這3個外力作用。如圖3所示,采用正交分解法,將這些外力分解到水平方向與豎直方向:

        圖3 受力的正交分解

        根據(jù)牛頓第二定律:

        T1cos37°-N1sin37°=ma1 (2)

        T1sin37°+N1cos37°=mg(3)

        可以求出細繩對小球的拉力T1和斜面對小球的支持力N1的大小分別為:

        T1=mg;N1= mg。

        根據(jù)牛頓第三定律,小球對細繩的拉力T1'的大小為:

        T1'=T1=mg。

        ②因為a2>a0

        所以,此問中小球不在斜面上,而會離開斜面“飛起來”,被細繩拴著“漂浮”于空中,斜面對其的支持力N2等于0。小球受到重力mg、細繩的拉力T2這兩個外力作用。如圖4所示,運用平行四邊形定則合成上述兩個外力。此時,細繩之中拉力T2的方向不再平行于斜面。

        根據(jù)牛頓第二定律與勾股定理:

        (mg)2+(ma2)2=T (4)

        可以求出細繩對小球的拉力T2和斜面對小球的支持力N2的大小分別為:T2=2mg,N2=0。

        同樣,根據(jù)牛頓第三定律,小球對細繩的拉力T2'的大小為:T2'=T2=mg。

        2 摩擦力的臨界問題

        與彈力類似,摩擦力也是一種接觸力。其產(chǎn)生條件為:①相互接觸;②發(fā)生彈性形變;③接觸面粗糙;④有相對運動或相對運動趨勢。摩擦力可以分為靜摩擦力與動摩擦力。其中,靜摩擦力是被動力,它的存在及其方向取決于物體之間的相對運動趨勢,并且靜摩擦力的大小范圍為:0< F≤Fmax。在臨界狀況下,兩個物體之間即將發(fā)生相對滑動,物體之間的靜摩擦力達到最大靜摩擦力(高中階段近似認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)。因此,摩擦力在物體的接觸面之間的臨界條件是“兩個物體發(fā)生相對運動的瞬間,其間的靜摩擦力恰好等于最大靜摩擦力。”

        例題2 如圖5所示,木塊A的質量為1 kg,木塊B的質量為2 kg,疊放在水平地面上,A、B之間的最大靜摩擦力為5 N,B與地面之間的動摩擦因數(shù)為0.1。今用水平力F作用于B,保持A、B相對靜止的條件是F不超過 N。(g=10 m/s2)

        圖5 兩個重疊的木塊

        解析 此題要求讓A、B兩個木塊處于相對靜止狀態(tài),并且求出該種狀態(tài)下水平力F的最大值。顯而易見,它是一道關于摩擦力的臨界問題。當水平力F達到最大值Fmax時,A、B兩個木塊即將發(fā)生相對滑動,它們之間的靜摩擦力恰好等于最大靜摩擦力。

        先用整體法,將A、B兩個木塊當作一個整體使用牛頓第二定律:F-μ(mA+mB)g=(mA+mB)a (5)

        再用隔離法,對于木塊A使用牛頓第二定律:F靜=mAa(6)

        在臨界條件下,當F= Fmax時,水平力F達到最大值Fmax。

        代入數(shù)據(jù),可以求得:

        Fmax=(mA+mB)( +μg)=18 N

        3 總 結

        對于兩個相互接觸的物體,當它們之間沒有相互作用的瞬間,會出現(xiàn)彈力的臨界條件──彈力恰好等于0;當它們之間發(fā)生相對運動的瞬間,會出現(xiàn)摩擦力的臨界條件——靜摩擦力恰好等于最大靜摩擦力。因此,在處理動力學中有關彈力與摩擦力的臨界問題時,一定要牢牢把握兩者的臨界條件,運用平行四邊形定則與牛頓第二定律,適當時候可以采用整體法和隔離法聯(lián)立求解。

        參考文獻:

        [1]張大昌,張維善.物理1[M].北京:人民教育出版社,2010.

        [2]魏勝利.轉盤上的物體所受靜摩擦力分析[J].物理教學探討,2014,(8):34.

        [3]鐘月鋒.動力學中一類臨界問題[J].物理教學探討,2014,(8):50.(欄目編輯 羅琬華)

        猜你喜歡
        彈力摩擦力
        巧用彈力帶提升立定跳遠能力
        體育教學(2022年4期)2022-05-05 21:26:58
        『摩擦力』知識鞏固
        理順摩擦力
        巧用彈力帶防治頸肩痛
        中老年保健(2021年3期)2021-08-22 06:50:32
        透析摩擦力
        幫你認識摩擦力
        摩擦力的“功”與“過”
        神奇的摩擦力
        彈力、摩擦力的有無及方向判斷
        彈力球
        国产毛片一区二区日韩| 性xxxx视频播放免费| 一区二区日韩国产精品| 放荡人妻一区二区三区| 顶级高清嫩模一区二区| 日本又色又爽又黄的a片18禁| 亚洲一区二区观看播放| 国产不卡视频一区二区在线观看| 国产91久久精品成人看网站 | 日本动漫瀑乳h动漫啪啪免费| 色偷偷久久一区二区三区| 亚洲精品天堂av免费看| 人妻少妇中文字幕专区| 中文人妻av久久人妻水蜜桃| 中文字幕爆乳julia女教师| 久久亚洲国产成人精品v| 中文字幕人乱码中文字幕乱码在线 | 国产无遮挡又黄又爽在线视频| 亚洲是图一区二区视频| 男男做h嗯啊高潮涩涩| 97se亚洲国产综合在线| 无码aⅴ在线观看| 国产精品无码mv在线观看| 精彩视频在线观看一区二区三区| 精品国产av一区二区三区| 在教室伦流澡到高潮hnp视频| 黑丝美女被内射在线观看| 青青河边草免费在线看的视频 | 人妻少妇中文字幕久久hd高清| 亚洲精品电影院| 九九视频在线观看视频6| 久久中文字幕久久久久91| 日本一级二级三级不卡| 天堂新版在线资源| av一区无码不卡毛片| 亚洲情精品中文字幕99在线| 亚洲国产精品久久久久秋霞小说| 曰本女人牲交全视频免费播放| 激情综合五月天开心久久| 大香焦av一区二区三区| 欧美bbw极品另类|