求物體間互相作用的磨擦力大小和方向是初中數學的重要題型,也是數學高考的常考題型本文就例題詳盡解析這類題型的解題方式,希望能給初中、初三中學生的數學學習帶來幫助。
例題
現有3塊相同的磚,每塊磚重為10N,一人用豎直的兩板將三塊磚如圖所示夾起,求“2號”磚右側和左側各自所受的磨擦力大小和方向。
解題過程:
1、把三塊磚作為整體進行受力剖析
在豎直方向上摩擦力受力分析步驟,三塊磚遭到豎直向上的重力G總,“1號”磚右側板對它們作用的豎直向下的磨擦力f1,“3號”磚左側板對它們作用的豎直向下的磨擦力f2;
依據物體受力平衡的條件:三塊磚處于靜止狀態,則三塊磚在豎直方向上的受力和為零,即G總=f1+f2;
依照題目中的條件:三塊磚相同,兩塊板相同,則“1號”磚右側板對它們作用的豎直向下的磨擦力f1=“3號”磚左側板對它們作用的豎直向下的磨擦力f2;
依照題目中的條件:每塊磚重為10N,則三塊磚遭到的總重力G總=10*3=30N;
依照推論:G總=f1+f2摩擦力受力分析步驟,G總=30N,f1=f2,則f1=f2=15N;
2、對“1號”磚進行受力剖析
在豎直方向上,“1號”磚遭到豎直向上的重力G,右側板對它作用的豎直向下的磨擦力f1,“2號”磚對它作用的磨擦力f3;
依據物體受力平衡的條件:“1號”磚處于靜止狀態,則“1號”磚在豎直方向上的受力和為零;
依照題目中的條件和推論:“1號”磚的重力G=10N,右側板對它作用的豎直向下的磨擦力f1=15N,則“2號”磚對它作用的磨擦力f3=f1-G=5N,方向為豎直向上;
按照互相斥力的關系和推論:一對互相斥力的大小相等、方向相反,“2號”磚對“1號”磚作用的磨擦力f3=f1-G=5N,方向為豎直向上,則“1號”磚對“2號”磚作用的磨擦力f4=f3=5N,方向為豎直向下;
3、對“2號”磚進行受力剖析
在豎直方向上,“2號”磚遭到豎直向上的重力G,“1號”磚對它作用的豎直向下的磨擦力f4,“3號”磚對它作用的磨擦力f5;
依據物體受力平衡的條件:“2號”磚處于靜止狀態,則“2號”磚在豎直方向上的受力和為零;
依照題目中的條件和推論:“2號”磚的重力G=10N,“1號”磚對它作用的豎直向下的磨擦力f4=5N,則“3號”磚對它作用的磨擦力f5=G-f4=5N,方向為豎直向下;
所以,“2號”磚左邊和右邊所受的磨擦力大小均為5N,方向均為豎直向下。
結語
解決本題的關鍵是選擇不同的受力剖析對象,依照二力平衡條件和互相斥力的關系,對物體間的互相作用的磨擦力進行大小和方向的判別。