?1目錄目錄@《創新設計》考點加強:磨擦力的突變問題課堂互動多維訓練備選訓練2目錄@《創新設計》課堂互動1.問題特點當物體受力或相對運動發生變化時,磨擦力常發生突變,磨擦力的突變,又會造成物體的受力情況和運動性質的突變,其突變點(時刻或位置)常常具有很深的隱蔽性.對其突變點的剖析與判定是數學問題的切入點.3目錄@《創新設計》課堂互動1.“靜—靜”突變物體在磨擦力和其他力的作用下處于靜止狀態,當作用在物體上的其他力的合力發生變化時,假若物體依然保持靜止狀態,則物體遭到的靜磨擦力的大小和方向將發生突變。2.“靜—動”突變或“動—靜”突變物體在磨擦力和其他力作用下處于靜止狀態,當其他力變化時,假若物體不能保持靜止狀態,則物體遭到的靜磨擦力將“突變”成滑動磨擦力。3.“動—動”突變某物體相對于另一物體滑動的過程中,若忽然相對運動方向變了,則滑動磨擦力方向發生“突變”。2.常見類型4目錄@《創新設計》課堂互動【例4】.如圖所示,斜面固定在地面上,夾角為37°(sin37°=0.6,cos37°=0.8)。質量為1kg的滑塊以初速率v0從斜面底端沿斜面向下滑行(斜面足夠長,該滑塊與斜面間的動磨擦質數為0.8),則該滑塊所受磨擦力F隨時間變化的圖像是右圖中的(取初速率v0的方向為正方向,g=10m/s2)()解析滑塊上升過程中遭到滑動磨擦力作用,由F=μFN和FN=mgcosθ聯立得F=6.4N,方向為沿斜面向上。
當滑塊的速率減為零后,因為重力的分力mgsinθμmgcosθ,滑塊不動,滑塊受的磨擦力為靜磨擦力,由平衡條件得F=mgsinθ,代入可得F=6N,方向為沿斜面向下,故選項B正確。答案B5目錄@《創新設計》課堂互動剖析磨擦力突變問題的三點注意(1)題目中出現“最大”、“最小”或“剛好”等關鍵詞時,通常隱藏著臨界問題。有時,有些臨界問題中并不含上述常見的“臨界術語”,但審題時發覺某個數學量在變化過程中會發生突變,則該化學量突變時物體所處的狀態即為臨界狀態。(2)靜磨擦力的大小、方向取決于物體間的相對運動的趨勢,但是靜磨擦力存在最大值。存在靜磨擦的聯接系統,相對滑動與相對靜止的臨界條件是靜磨擦力達到最大值。(3)研究傳送帶問題時,物體和傳送帶的速率相等的時刻常常是磨擦力的大小、方向和運動性質的分界點。7目錄@《創新設計》多維訓練解析當物體受F1、F2及磨擦力的作用而處于平衡狀態時,由平衡條件可知物體所受的磨擦力的大小為8N,方向向左。可知最大靜磨擦力Ffmax≥8N。當撤掉力F1后,F2=2N<Ffmax,物體仍處于靜止狀態,由平衡條件可知物體所受的靜磨擦力大小和方向發生突變摩擦力的方向判斷,且與作用在物體上的F2等大反向,選項C正確。
答案C1.[“靜—靜”突變]一鐵塊置于水平桌面上,在水平方向共遭到三個力即F1、F2和磨擦力的作用,鐵塊處于靜止狀態,如圖所示,其中F1=10N,F2=2N,若撤掉F1,則鐵塊遭到的磨擦力為()A.10N,方向向左B.6N,方向往右C.2N,方向往右D.08目錄@《創新設計》A.可求出空沙桶的重力B.可求出滑塊與貨車之間的滑動磨擦力的大小C.可求出滑塊與貨車之間的最大靜磨擦力的大小D.可判定第50秒后貨車做勻速直線運動(滑塊仍在車上)多維訓練2.[“靜—動”突變](多選)在探究靜磨擦力變化的規律及滑動磨擦力變化的規律的實驗中,設計了如圖甲所示的演示裝置,力傳感A與計算機聯接,可獲得力隨時間變化的規律,將力傳感固定在光滑水平桌面上,測力端通過細繩與一滑塊相連(調節傳感高度使細繩水平),滑塊置于較長的貨車上,貨車一端聯接一根輕繩并越過光滑的輕定滑輪系一只空沙桶(調節滑輪使桌面下部細繩水平),整個裝置處于靜止狀態,實驗開始時打開傳感同時平緩向沙桶里放入石子,貨車一旦運動上去,立刻停止倒石子,若力傳感采集的圖像如圖乙所示,則結合該圖像,下述說法正確的是()轉入解析11目錄@《創新設計》備選訓練解析顯隱1.如圖所示,完全相同的A、B兩物體放到水平地面上,與水平地面間的動磨擦質數均為μ=0.2,每位物體重G=10N,設物體A、B與水平地面間的最大靜磨擦力均為Ffm=2.5N,若對A施加一個往右的由0均勻減小到6N的水平推力F,有四位朋友將A物體所遭到的磨擦力隨水平推力F的變化情況在圖中表示下來。
其中表示正確的是()解析推力F由0均勻減小到2.5N,A、B均未動,而FfA由0均勻減小到2.5N。推力F由2.5N減小到5N,FfA=2.5N。推力F由5N減小到6N,A處于運動狀態,FfA=μG=2N,D正確。答案D12目錄@《創新設計》備選訓練解析物塊在斜面上處于靜止狀態,先對物塊進行受力剖析摩擦力的方向判斷,確定其運動趨勢,列平衡多項式可得Ffmax.物塊受與斜面平行的外力F作用,而在斜面上靜止,此時磨擦力的大小和方向將隨F的變化而變化.設斜面夾角為θ,由平衡條件F1-mgsinθ-Ffmax=0,F2-mgsinθ+Ffmax=0,解得Ffmax=F1-F22,故選項C正確.答案C2.(2013·全國新課標Ⅱ卷,15)如圖,在固定斜面上的一物塊遭到一外力F的作用,F平行于斜面向下.若要物塊在斜面上保持靜止,F的取值應有一定范圍,已知其最大值和最小值分別為F1和F2(F2>0).由此可求出()A.物塊的質量B.斜面的夾角C.物塊與斜面間的最大靜磨擦力D.物塊對斜面的正壓力1213本節內容結束