摩擦力发生突变时的临界问题

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1、摩擦力发生突变时的临界问题在物体的运动状态发生变化的过程屮，往往达到某一个特定状态时，有关的物理蜃将发住突变，此状态即为临界状态，相应的物理量的值为临界值。当物体受力或运动发住变化吋，摩擦力常发生突变。摩擦力的突变，又会导致物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点（时刻或位置）往往具冇很深的隐蔽性，稍不留心容易出错。解决摩擦力发生突变时的临界问题的关键在于分析突变情况，找出摩擦力突变的点。一.静摩擦力发生突变静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而静摩擦力存在最人值。静摩擦力为零的状态，是方向变化的临界状态；静摩擦力到

2、达最人值，是物体恰好保持和对静止的临界状态。1.静摩擦力突变为滑动摩擦力例1.如图1所示，物体A和B叠放在光滑的水平面上，A、13的质量分别为®=2Pg,mB=6kg,为了保持A与B和対静止在水平面上做加速运动，作用在B上的水平拉力F不能超过4N。如果将此水平拉力作用在物体A上，则（）AB

3、——F1A.A、B仍相对静止一起加速运动；B・A、B将发生相对运动;C.A做匀速运动，B做加速运动；D.A、B—起做匀速运动。解析：设A和BZ间最大静摩擦力为Ffmax,当水平拉力F作用在B上时，则F=（mA,Ffmax=mAa所以F7max=N当水平拉力作

4、用在A上时，A、B不发生相对运动，一起运动的最人加速度和拉力的最大值分别为%=戶/max1/2==—mlsmB64Fmax=（加A=~N由于仏

5、到的摩擦力方向不变;C.物块A受到的摩擦力变小；D.物块A受到的弹簧的拉力将增大。解析：物块A与小车都处于静止状态时，物块A所受合力为零，弹费对物块向右的弹力大小为3N,则物块A受到小车对它静摩擦力人小为3N,方向水平向左。所以小车对物块A的最人静摩擦力至少3N。当小车以0.5m/s2的加速度水平向右匀加速运动时，物块A所受向右合力应为F=ma=5N。若物块A相对于小车静止，则弹簧对物块A向右的弹力大小仍然为3N,小车对物块A静摩擦力人小为2N、方向水平向右，而2N显然小于小车对物块A的最大静摩擦力至少3N,这说明物块A和对于小车仍然静止，没有发

6、牛滑动。小车水平向右匀加速运动时，静摩擦力发生了突变：方向由原来的水平向左变为水平向右；大小由3N变为2N。木题选项A、C正确。二.滑动摩擦力发生突变滑动摩擦力存在于发生相対运动的物体之间，因此两物体的速度达到和同时，滑动摩擦力要发牛突变（摩擦力为零或为静摩擦力）1.滑动摩擦力突变为静摩擦力例3.如图3所示，质虽为M=8kg的小车B放在光滑的水平面上，在小车右端加一个水平向右的恒力F=8No当小车向右运动的速度达到片）=1.5/77/5吋，在小车右端轻轻地放上一个人小不计、质量m=2kg的小物块A,物块与小车间的动摩擦因数为“=0.2,小车足够长

7、，g=10"〃$2。求从A放上小车经过（=1.5$后位移的人小。A厂严—0—F7777^^77777777^7777777777"图3解析：分别以A、B为研究对象，贝!

8、勺=缈=2加『，知=—^=0加/mM设A、B速度相同时所经过的时间为b,则v0+a〃八=aAt{,r,=s

9、车经过1.5s后位移的人小为£=£[+*=2.1m1.滑动摩擦力方向或大小发生突变例4.如图4所示，传送带长度2=3.25加，与水平方向成&=30°角，传送带的两轮逆时针转动，使传送带始终以v=2m/s的速率运动。将一•物体轻放在传送带的上端A,物体与传送带之间的动摩擦因数//=—,g=10m/s2,求物体从传送帯的上端A运动到下端B所用的时间。解析：开始物体相对传送带向上运动，物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下，当物体加速到y时，由于“vtan〃，传送带匀速运动，物体要加速运动，物体相对传送带向下运动，受到的滑动摩擦力沿传送带向上。刚放上物体吋，

10、根据牛顿第二定律，有/Jmgcos3+mgsin0=maif所以ax=Sm/s2p1物体加速到y所需时间为人二一=0.25$,通过的距离