“自適應性”就是手動辨識并作出相應反應.例如有的網(wǎng)站,用手機瀏覽時,就顯示為手機版,用筆記本瀏覽時就顯示為筆記本版;有的購物網(wǎng)站按照購物者信息推薦商品;人臉辨識系統(tǒng)手動匹配;管理學中的自適應性,免疫系統(tǒng)的自我適應;變色龍依據(jù)環(huán)境調(diào)整皮膚顏色,等等,諸這么類。靜磨擦力也具有自適應性,是聰明力,智能力[666]。
靜磨擦力的作用是制約相對運動趨勢,也就是維持相對靜止,有沒有成功,看能力了[照亮平安燈].
靜磨擦力為了維持相對靜止
一毛朋友用10N的力推袋子未推進,為何推不動?靜磨擦力[來看我]為了維持袋子和地面相對靜止,自我調(diào)整為10N,也不多調(diào)哦[得意],多調(diào)反倒破壞了相對靜止[思索],方向與一毛朋友施加的力相反,對了,沒別的方向,就認準了這個方向[奸笑]。
一毛朋友用20N的力推袋子一直未推進,為何推不動[what]?靜磨擦力為了維持袋子和地面相對靜止,自我調(diào)整為20N,方向與一毛朋友施加的力相反。
一毛朋友用50N的力推袋子推進了,為何動了[what]?靜磨擦力為了維持袋子和地面相對靜止,想自我調(diào)整為50N,方向與一毛朋友施加的力相反,但是……靜磨擦力使出了四肢解(xiè)數(shù),無力抵抗(并不是無心),維持相對靜止失敗了[哭泣]。
痛定思痛,認真反省,為何失敗了,原先靜磨擦力有個最大值,叫最大靜磨擦力,把喝水的本領都使下來了,也難以抗拒,不是不努力,是實力不容許啊[哭泣]!一鼓作氣,再而衰,三而竭,但生活還得繼續(xù)[加油],最大靜磨擦力變滑動磨擦力吧[撇嘴],也活得不會這么累了。
無論生活多酸澀,我仍然是堅強的[加油]……
靜磨擦力維持相對靜止,維持失敗,仍在堅持.
例題:如圖所示,置于粗糙水平桌面上的一個物體,同時遭到水平方向的兩個力,F(xiàn)?=8N,方向往右,F(xiàn)?=12N,方向向左.當F?從12N逐步減少到零時,物體仍然保持靜止,物體與桌面間磨擦力大小變化情況是(B)
A.逐步減少
B.先降低后減小
C.逐步減小
D.先減小后減少
例題:如圖所示,A是固定在水平面上、傾角為θ的斜面,將質量為m的物體B置于斜面上,并對物體B施加一平行于斜面的推力F=kt(t從0開始)而使物體B處于靜止狀.剖析判定物體B所受斜面A的靜磨擦力的大小和方向的變化情況.
【分析】
當F<mgsinθ時,靜磨擦力沿斜面向下,大小為mgsinθ-F;
當F=mgsinθ時,無靜磨擦力;
當F>mgsinθ時,靜磨擦力沿斜面向下下,大小為F-mgsinθ.
一切都是為了維持相對靜止.
例題:物體P靜止在固定斜面上,重力為G,遭到一個從零逐步減小的水平推力F,物體P遭到的磨擦力情況是(C)
A.靜磨擦力漸漸減小
B.靜磨擦力漸漸減少
C.靜磨擦力先降低后減小
D.靜磨擦力先減小后減少
例題:如圖所示,表面粗糙的固定斜面頂端安有定滑輪,兩物體P、Q用輕繩聯(lián)接并越過定滑輪(不計定滑輪的質量和磨擦)。P懸于空中,Q置于斜面上,且均處于靜止狀態(tài),則(BC)
A.Q遭到的靜磨擦力的方向一定向上
B.Q遭到的靜磨擦力的方向可能向下
C.Q遭到的靜磨擦力可能為零
D.Q遭到的靜磨擦力不可能為零
例題:如圖所示,光滑水平面上放置質量分別為m、2m的物塊A和木板B,A、B間的最大靜磨擦力為μmg,現(xiàn)用水平拉力F拉B,使A、B以同一加速度運動,求拉力F的最大值.
靜磨擦力想讓A、B兩兄弟排排坐吃果果,假定它們兩個就是一起走的,這么有共同加速度a,a=F/(2m+m)=F/3m.
對A:B對A靜磨擦力為f?=ma?=ma=F/3,
而B對A最大靜磨擦力為f???=μmg,
F/3≤f???,F(xiàn)≤3μmg.
【或者這樣理解】?A全靠兄弟B帶一把,B對A最大的能力就是f???=μmg.
A最大加速度a?=μmg/m=μg,
a?=a,F(xiàn)?=3μmg.
【變式】例若拉力F作用在A上呢?如圖所示,求拉力F的最大值.
便捷做題,套步驟
①假設A、B相對靜止
共同加速度a=F/3m(整體法)
②B須要的靜磨擦力為
f?=2m·F/3m=2F/3
③A對B的最大靜磨擦力為
f???=μmg,f?≤f???,
2F/3≤μmg,F(xiàn)≤3μmg/2.
其實也可以剖析A,結果是一樣的,不過此平行B受力少,剖析B更簡單.
【拓展】
若地面和B的動磨擦質數(shù)為μ、2μ、μ/2、μ/3、μ/10……結果又是哪些呢?
這類藍籌股模型的家族實在是太龐大了高一斜面摩擦力公式,而且萬變不離其宗,看兩道中考題.
1.如圖所示,一只貓在桌邊陡然將椅套從缸子下拉出,缸子最終沒有滑出桌面。若缸子、桌布、桌面兩兩之間的動磨擦質數(shù)均相等,則在上述過程中()。
A.椅套對缸子磨擦力的方向向左
B.缸子在椅套上的滑動時間和在桌面上的相等
C.若貓減小拉力,缸子遭到的磨擦力將減小
D.若貓減少拉力,缸子有可能滑出桌面
2.下大雨時,有時會發(fā)生山體崩塌或滑坡等地質水災.某市有一夾角為θ=37°(sin37°=0.6)的土坡C,里面有一質量為m的石板B,其上、下表面與斜坡平行;B上有一砂礫堆A(富含大量泥土),A和B均處于靜止狀態(tài),如圖所示.假定某次洪水中,A沾滿雨水后總質量也為m(可視為質量不變的滑塊),在極短時間內(nèi),A、B間的動磨擦質數(shù)μ?減少為3/8,B、C間的動磨擦質數(shù)μ?減少為0.5,A、B開始運動,此時刻為計時起點;在第2s末,B的上表面忽然變?yōu)楣饣?保持不變.已知A開始運動時,A離B下邊沿的距離l=27m,C足夠長.設最大靜磨擦力等于滑動磨擦力.取重力加速度大小g=10m/s2.求:
(1)在0~2s時間內(nèi)A和B加速度的大小;
(2)A在B上總的運動時間.
【練一練】
1.一長輕質木板放在光滑水平地面上木板上放著質量分別為mA=1kg和mB=2kg的A、B兩物塊,A、B與木板之間的動磨擦質數(shù)都為μ=0.2水平恒力F作用在A物塊上如圖所示(最大靜磨擦力等于滑動磨擦力重力加速度g取10m/s2)則(CD)
A.若F=1N則物塊、木板都靜止不動
B.若F=1.5N則A物塊所受磨擦力大小為1.5N
C.若F=4N,則B物塊所受磨擦力大小為2N
D.若F=8N,則B物塊的加速度為1m/s2
2.如圖所示,質量為m的石塊(可視為質點)以水平初速率v?滑上原來靜止在水平光滑地而上質量為M的木板,它們之間的動磨擦質數(shù)為μ,木板足夠長.
(1)剖析石塊、木板達共同速率之前各自的受力情況;
(2)求石塊、木板達共同速率之前各自的加速度;
(3)在同一座標系中畫出石塊、木板大致的運動過程的圖象;
(4)求石塊和木板的共同速率及達到共同速率所需的時間和位移;
(5)求整個運動過程中石塊、木板的速率改變量;
(6)求摩搽力對石塊、木板做的功及兩者動能的變化量;
(7)求磨擦力對石塊、木板做功的平均功率;
(8)求整個運動過程中形成的內(nèi)能及木板的最小寬度;
(9)求磨擦力對石塊、木板的沖量及動量的變化量.
3.如圖所示,一輕質光滑定滑輪固定在傾斜木板上,質量分別為m和2m的物塊A、B,通過不可伸長的輕繩越過定滑輪聯(lián)接,A、B間的接觸面和輕繩均與木板平行。A與B間、B與木板間的動磨擦質數(shù)均為μ,設最大靜磨擦力等于滑動磨擦力。當木板與水平面的傾角為45°時,物塊A、B正好要滑動,則μ的值為1/5.
4.如圖所示,在夾角為30°的光滑斜面上放置質量分別為m和2m的四個鐵塊,其中兩個質量為m的鐵塊間用一不可伸長的輕繩相連,鐵塊間的最大靜磨擦力是fm現(xiàn)用平行于斜面的拉力F拉其中一個質量為2m的鐵塊,使四個鐵塊沿斜面以同一加速度向上運動,則拉力F的最大值是3f?/2.
5.【類藍籌股模型,也是阿特伍德機模型】如圖所示,一條輕繩越過一輕定滑輪,滑輪和軸、繩和滑輪的磨擦均可忽視.在繩的一端擄獲一質量為m?的小球,在另左側有一ma?質量為m?的圓環(huán)套在繩子上,且m?>m?.由靜止開始釋放它們后高一斜面摩擦力公式,圓環(huán)m?相對于地面以恒定的加速度大小a?沿繩下降(a?<g,g為重力加速度),則小球m?相對地面的加速度a?的大小為(B)
例題:如圖所示,傳送帶與地面的傾角θ=37°,AB的距離s=16m,傳送帶以v?=10m/s的速度逆秒針轉動.在傳送帶下端A無初速地放一個質量m=0.5kg的物體,它與傳送帶之間的動磨擦質數(shù)μ=0.5.求物體從A運動到B所需的時間?(g=10m/s2)
【分析】
開始有相對運動,是滑動磨擦力,物體的加速度為a?=gsinθ+μgcosθ=10m/s2,
經(jīng)時間t?=v?/a?=1s和傳送帶達到共同速率,此時相對靜止,靜磨擦力仍然在暗中監(jiān)視[綠軍帽],也發(fā)覺了這個問題,這是一次機會,千年等一回[愛慕],立刻動手,想讓物體和傳送帶維持相對靜止,能維持下去嗎[what]?即保持和傳送帶的速率一樣,也處于平衡狀態(tài),這么靜磨擦力要突弄成一個沿傳送帶斜面向下的力,拿來抵消重力沿傳送帶斜面向上的分力,有這個能力嗎?
看家本領(最大靜磨擦力)為f???=μmgcosθ=0.5×0.5×10×0.8N=2N,對頭[碰拳]重力分力mgsinθ=0.5×10×0.6=3N.無力回天,無緣旁邊手難牽,六年修得共船渡,百年修得三相思,不過似乎沒有百年,才1s[做鬼臉].
縱君虐我千百遍,我待君來如初戀.生活還得繼續(xù)堅持啊[跪了],豪情萬丈以后是蝶變,變滑動磨擦力了[酸].
a?=gsinθ-μgcosθ=2m/s2.
第一階段位移:x?=5m
第二階段位移:x?=s-5m=11m.
x?=v?t?+?a?t?2
t?=1st=t?+t?=2s.
例題:如圖所示,傳送帶與地面的傾角θ=37°,AB的距離s=16m,傳送帶以v?=10m/s的速度逆秒針轉動.在傳送帶下端A無初速地放一個質量m=0.5kg的物體,它與傳送帶之間的動磨擦質數(shù)μ=0.8.求物體從A運動到B所需的時間?(g=10m/s2)
【分析】
哪些都沒改,就改了個μ.
那里不同呢,就當是物體速率v和傳送帶速率v?一樣時[比心],f???=μmgcosθ=0.8×0.5×10×0.8N=3.2N,mgsinθ=3N.
靜磨擦力能扛住了,維持物體和傳送帶相對靜止[鼓掌].物體然后做勻速直線運動了.
a?=gsinθ+μgcosθ=12.4m/s2
t?=v?/a?≈0.81s
x?=?a?t?2
x?=s-x?
t?=x?/v?
提醒:
1.靜磨擦只發(fā)生在相對靜止的接觸面之間,如人走路,車輪不抱死,爬竹竿等.
爬竹竿人和竹竿是相對運動,而且巴掌和竹竿表面是相對靜止的;
2.靜磨擦力的大小是沒有公式可以套用的,按照平衡條件或牛頓第二定理估算,而最大靜磨擦力卻有;
3.靜磨擦力是可以發(fā)生突變的,說變就變,誰變誰都不一定.
4.相對運動趨勢的方向跟靜磨擦力方向相反;
5.速率相等是維持相對靜止的一次機會,能不能掌握,看能力;
6.一對互相作用的靜磨擦力對系統(tǒng)不做功,不增減系統(tǒng)內(nèi)能,也就是不會磨擦生熱;
7.靜磨擦力不會留下凹痕,留下凹痕的是滑動磨擦力.