滑動(dòng)磨擦力在斜面上做功特征:
斜面與水平面動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)相同時(shí),磨擦力在斜面上做功只與水平位移有關(guān)與斜面夾角無關(guān)。
A→B過程:W=μmgx?
O→B過程:W=μmgx?
A→B→C過程:W=μmgx?+μmgx?
A→C過程:W=μmgx?+μmgx?
滑動(dòng)磨擦力在曲面上做功特征:
因?yàn)槲矬w沿曲面做圓周運(yùn)動(dòng),由支持力與重力分力的合力提供向心力,故支持力≠重力分力測(cè)量滑動(dòng)摩擦力原理,因此在磨擦力在直斜面和曲面上做功不同。
W?=μmgx;W?<μmgx;W?>μmgx;
滑動(dòng)磨擦力在曲面上做功推論:
①VA?>VA?,下落同一位置P時(shí),第二次小球的速率比第一次大,且第二次磨擦力做功比第一次多。
②只改變小球質(zhì)量,下落同一位置,速率不變,但質(zhì)量越大,磨擦力做功越多。
例題.如圖測(cè)量滑動(dòng)摩擦力原理,
一直徑為R、粗糙程度處處相同的半方形軌道豎直固定放置,半徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)自P點(diǎn)上方高度R處由靜止開始下落,正好從P點(diǎn)步入軌道。質(zhì)點(diǎn)滑到軌道最高點(diǎn)N時(shí),對(duì)軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點(diǎn)從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)的過程中克服磨擦力所做的功。則(C)
A.W=mgR,質(zhì)點(diǎn)正好可以抵達(dá)Q點(diǎn)
B.W>mgR/2,質(zhì)點(diǎn)不能抵達(dá)Q點(diǎn)
C.W=mgR/2,質(zhì)點(diǎn)抵達(dá)Q點(diǎn)后,繼續(xù)上升一段距離
D.W<mgR/2,質(zhì)點(diǎn)抵達(dá)Q點(diǎn)后,繼續(xù)上升一段距離
例題:如圖所示,
在豎直平面內(nèi)有一粗糙程度處處相同的軌道,由水平AB和四分之一弧形BC兩部份相切構(gòu)成.一質(zhì)量為m?的物塊從軌道AB上的P點(diǎn)以水平速率v?向左運(yùn)動(dòng),正好抵達(dá)C點(diǎn),而后又恰好滑回到P點(diǎn).若換成質(zhì)量為m?、材料相同的物塊,仍從P點(diǎn)以水平速率v?向左運(yùn)動(dòng),物塊均可視為質(zhì)點(diǎn),則(AC)
A.若m>m?,則物塊也一定能抵達(dá)C點(diǎn)
B.若m<m?,則物塊能跨過C點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)
C.無論m多大,物塊均能滑回到P點(diǎn)
D.質(zhì)量為m?的物塊沿軌道向左、向右滑行過程中因磨擦形成的熱量相等