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題目:
【2017年鹽城高三物理三模】
【題目描述】
有一塊金屬板,上面覆蓋了一層很薄的砂紙。為了去除砂紙,小明用一根細繩和一把螺絲刀在金屬板上沿一個方向滑動。在這個過程中,小明發現砂紙被去除的區域呈現出一定的規律。
【問題】
在金屬板上沿一個方向滑動螺絲刀的細繩,可以去除金屬板上的砂紙,呈現出一定的規律。請描述這個規律,并解釋原因。
【答案】
砂紙被去除的區域呈現出一定的規律,呈現出一條條連續的條紋。這是因為螺絲刀在金屬板上滑動時,其旋轉方向和速度不斷變化,導致細繩與砂紙之間的摩擦力大小和方向也隨之變化。當細繩與砂紙表面接觸點沿著一個方向滑動時,由于摩擦力的不斷變化,砂紙被逐漸去除,呈現出上述規律。
【解析】
這個問題涉及到摩擦力、滑動摩擦力以及靜摩擦力的相關知識。在解答過程中,需要考慮到螺絲刀和細繩的性質,以及砂紙與金屬板之間的摩擦力。具體來說:
1. 螺絲刀的性質:螺絲刀是一個旋轉的物體,其旋轉方向和速度不斷變化。這些因素會影響到細繩與砂紙之間的摩擦力大小和方向。
2. 細繩的性質:細繩與砂紙之間的摩擦力是滑動摩擦力,其大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關。由于細繩與金屬板之間的摩擦力相對較小,因此細繩在滑動過程中容易發生彎曲和變形,這也會影響到細繩與砂紙之間的摩擦力大小和方向。
3. 砂紙與金屬板之間的摩擦力:當細繩與金屬板上的砂紙表面接觸時,由于砂紙很薄,其表面會受到擠壓而產生一定的靜摩擦力。這個靜摩擦力的大小取決于細繩對砂紙表面的壓力以及金屬板表面的粗糙程度等因素。隨著細繩沿著一個方向滑動,砂紙表面的靜摩擦力不斷變化,導致砂紙被逐漸去除,呈現出上述規律。
綜上所述,在解答這個問題時,需要考慮到螺絲刀、細繩、砂紙以及金屬板之間的相互作用關系,并運用相關的物理知識進行分析和解釋。