考場精彩·典例精析一、靜磨擦力的方向和大小估算
【衍題1】如圖所示,物體A、B在力F作用下一起以相同速率沿F方向勻速運動,關(guān)于物體A所受的磨擦力,下述說法正確的是
A.甲、乙兩圖中物體A均受磨擦力,且方向均與F相同
B.甲、乙兩圖中物體A均受磨擦力,且方向均與F相反
C.甲、乙兩圖中物體A均不受磨擦力
D.甲圖中物體A不受磨擦力,乙圖中物體A受磨擦力,方向和F方向相同
【解析】對甲圖:假定A受磨擦力→與A做勻速運動在水平方向合力為零不符→A不受磨擦力;對乙圖:假定A不受磨擦力→A將相對B沿斜面向上運動,與A實際運動不符→A受磨擦力。
【答案】D
【點撥】判斷磨擦力的有無,常采用假定法。即假定有或則假定沒有,是否得出和運動狀態(tài)相一致的推論,進(jìn)而判定有無磨擦。
【衍題2】如圖所示,質(zhì)量為m的鐵塊P在質(zhì)量為M的長木板A上滑行,長木板置于水平地面上,仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)。若長木板A與地面間的動磨擦質(zhì)數(shù)為μ1,鐵塊P與長木板A間的動磨擦質(zhì)數(shù)為μ2,則長木板A遭到地面的磨擦力大小為
A.μ1MgB.μ1(m+M)g
C.μ2mgD.μ1Mg+μ2mg
【解析】P在A上滑行,遭到的是滑動磨擦力,由滑動磨擦力估算公式Ff=μFN,可知P所受磨擦力為μ2mg。長木板靜止,遭到的是靜磨擦力,由平衡條件可知,地面給A的磨擦力與P、A之間的磨擦力是一對平衡力。所以地面給A的磨擦力為μ2mg。答案選C。
【答案】C
【衍題3】如圖所示,A、B兩物塊疊置于一起,在粗糙的水平面上保持相對靜止地往右做勻減速直線運動,運動過程中B遭到的磨擦力
A.方向向左,大小不變B.方向向左,逐步減少
C.方向往右,大小不變D.方向往右,逐步減少
【解析】B和A相對靜止地一起做勻減速直線運動,則加速度大小、方向均恒定。方向與速率方向相反。因物體B具有水平向左的恒定加速度,則物體B遭到的合外力水平向左且恒定;對物體B受力剖析可知如何求斜面壓力,物體B在水平方向遭到的合外力就是物體A施加的靜磨擦力。為此,物體B遭到的磨擦力方向向左,且大小不變。
【答案】A
【總結(jié)】通過前面兩個反例可以看出,靜磨擦力的判定往往通過兩種形式:
1、假設(shè)法:①假設(shè)接觸面光滑→物體是否發(fā)生相對運動→由相對運動的方向確定靜磨擦力的方向;②假設(shè)靜磨擦力的方向→看物體的運動狀態(tài)與已知條件有無矛盾→對假定的方向作出判定。
2.按照物體運動狀態(tài):假如物體處于平衡狀態(tài)時,通過其他力和平衡條件確定靜磨擦力的大小和方向;假如物體有加速度a時,則按照牛頓第二定理,確定靜磨擦力和的大小和方向。
二、滑動磨擦力的剖析和估算
衍題4
答案C
點撥:正確剖析壓力是求解磨擦力的關(guān)鍵。
衍題5
【點撥】解此題的思路和關(guān)鍵步驟:①研究對象的選定,整體法和隔離法的靈活運用;②隔離B,畫受力剖析圖;③根據(jù)平衡條件在兩個正交的方向上列多項式。其中正確求解B物體上表面和下表面遭到的壓力是解題的關(guān)鍵。
【總結(jié)】
1.判定滑動磨擦力的存在與否相比靜磨擦力簡單一些.在三個前提條件(粗糙、相互擠壓、有相對運動)均滿足后,只要曉得被研究的物體的相對滑動方向,滑動磨擦力方向應(yīng)很容易找下來.
2.不管是平面還是斜面上,滑動磨擦力都由公式估算得出,其中是兩物體表面間的正壓力,切勿把重力當(dāng)作,通常需按照平衡條件(或牛頓第二定理)加以確定。
三、臨界條件下磨擦力的突變
衍題6、
衍題7
沖刺訓(xùn)練
1.大小相等的力F按如圖所示的四種方法作用在相同的物體上,使物體能沿不同粗糙程度的水平面勻速運動,則物體與水平面間的磨擦力最大的是()
解析依據(jù)物體的平衡條件有:fA=F,fB=Fcos30°,fC=Fcos30°,fD=Fcos60°如何求斜面壓力,知物體與水平面間的磨擦力最大的是A。
答案A
2.如圖2所示,鐵塊置于水平地面上,在F=6N的水平拉力作用下往右做勻速直線運動,速率為1m/s。則下述說法中正確的是()
A.以1m/s的速率做勻速直線運動時,鐵塊遭到的磨擦力大小為6N
B.當(dāng)鐵塊以2m/s的速率做勻速直線運動時,它遭到的水平拉力小于6N
C.當(dāng)用8N的水平拉力使鐵塊運動時,鐵塊遭到的磨擦力為8N
D.將水平拉力F撤掉后,鐵塊運動的越來越慢,鐵塊遭到的磨擦力越來越小
答案A