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时间:2020-08-05
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1、叠放物体的摩擦力分析摩擦力和弹力一样也是被动力。两个相互接触的物体除了要相互挤压外,还需要有相对运动的趋势或相对运动,才会有摩擦力。所以在分析摩擦力的时候要先分析其他已知力,再用假设法确定物体的运动状态,然后与已知条件比较,确定摩擦力的有无。一层物体1.在水平面上放一个木块,木块处于静止状态。此时可以确定木块受重力和支持力作用。假设木块不受摩擦力作用,木块在重力和支持力的作用下恰好处于平衡状态(没有相对运动趋势),因此假设成立,木块不受摩擦力作用(反之假设受摩擦力作用,则木块在水平方向受力不平衡,不能保持静止状态,与已知条件矛盾,
2、假设错误。)。2.在水平面上放一个木块,给木块添加一个水平向右大小为1 N的拉力,木块处于静止状态。此时,可以确定木块受重力、支持力、拉力,3个力的作用。假设木块不受摩擦力的作用,其在竖直方向合力为零;但在水平方向上,合力不为零。因此木块将水平向右运动(即相对地面有向右的运动趋势),与已知木块处于静止状态矛盾。所以木块要受到静摩擦力作用,方向水平向左(与相对运动趋势的方向相反)。3.一个木块静止在粗糙斜面上。同样,可以确定木块受重力、支持力,2个力作用。但是重力和支持力的方向不在同一直线上,因此它们的合力肯定不为零。通过正交分解可
3、以得出在y轴上,在x轴上合力不为零。假设木块不受摩擦力,其将沿斜面向下运动,与已知条件木块处于静止状态矛盾,所以木块受到沿斜面向上的静摩擦力作用。4.一个木块以初速度v,在粗糙水平面上滑动。从受力分析的角度来看,与第1中情况一样,木块依然只受重力和支持力作用,且二者的合力为零。但要注意木块的运动状态,木块是相对于地面向右滑动的,因此要受到水平向左的滑动摩擦力作用。两层物体1.A、B两个木块叠放在粗糙水平面上,二者保持静止状态。分析A时,可以把B看作地面,这样就还原成了一层物体的第1种情况。可知A、B之间没有摩擦力作用。分析B与地面
4、之间的摩擦力时,把A、B看成一个整体,同样可以还原成一层物体的第1种情况。可知B与地面之间没有摩擦力作用。2.1A、B两个木块叠放在粗糙水平面上,给A木块添加一个水平向右大小为1 N的拉力,二者仍保持静止状态。分析A时,可以把B看作地面,这样就还原成了一层物体的第2种情况。可以确定A受重力、支持力、拉力,3个力的作用。如果没有摩擦力的作用,A将要向右运动(即相对于B有向右运动的趋势),与已知条件A处于静止状态矛盾,所以它要受到水平向左的静摩擦力作用。同时还要记住,由于力的作用是相互的,A同时要给B水平向右的静摩擦力作用。再分析B时
5、,就可以确定B受到重力、支持力及A对B的压力和静摩擦力的作用。如果地面对B没有摩擦力的作用,B将要向右运动(即相对于地面有向右运动的趋势),与已知条件B处于静止状态矛盾,所以它要受到水平向左的静摩擦力作用。(另外也可以把A、B看成一个整体,此时与分析A时相同。)2.2A、B两个木块叠放在粗糙水平面上,给B木块添加一个水平向右大小为1 N的拉力,二者仍保持静止状态。分析A时,可以把B看作地面,这样就还原成了一层物体的第1种情况。可知,A、B之间没有摩擦力作用。分析B与地面之间的摩擦力时,把A、B看成一个整体,可以还原成一层物体的第2
6、种情况。可知,地面对B有水平向左的摩擦力(也可以单独分析B)。3.A、B两个木块静止在粗糙斜面上。分析A时把B看成斜面,还原成一层物体的第3种情况。可以确定A木块受重力、支持力,2个力作用。通过正交分解可得出在y轴上,在x轴上合力不为零。假设木块不受摩擦力,其将沿斜面向下运动(即有沿斜面向下的运动趋势),与已知条件A处于静止状态矛盾,所以木块受到沿斜面向上的静摩擦力作用。(同时还要记住,由于力的作用是相互的,A同时要给B沿斜面向下的静摩擦力作用。)分析B与地面之间的摩擦力时,把A、B看成一个整体,同样可以还原成一层物体的第3种情况
7、。可知,斜面对B有沿斜面向上的摩擦力。4.A、B两个木块叠放在一起以初速度v,在粗糙水平面上滑动。在分析B与地面之间的摩擦力时,把A、B看成一个整体,可以还原成一层物体的第4中情况。A、B作为一个整体相对于地面水平向右运动,因此会受到地面的水平向左的滑动摩擦力作用。由牛顿第二定律可知A、B整体会有一个水平向左的加速度a。分析A、B之间的摩擦力时,一定要注意二者相对静止一起运动。因此A和B都具有水平向左的加速度a,由牛顿第二定律可知,A受到的合力也是水平向左。而在水平方向A没有受到其他力的作用,只能是B给A一个水平向左的静摩擦力才能
8、符合实际情况。也可以假设A、B之间没有摩擦力,则A做匀速运动,B由于受到地面的摩擦力作用做匀减速运动。A的速度会大于B的速度,A会跑到B的前面,由此可知A相对于B有水平向右运动的趋势,就会受到水平向左的静摩擦力作用。总之,既可以用假设法通过判断相对
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