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高一物理例说摩擦力的分析技巧

来源:101教育网整理 2018-03-19 字体大小: 分享到:

例说摩擦力的分析技巧

河南 付培军



摩擦力的分析和计算,是各种考试的重点和热点,又是同学们学习中的难点。本文采撷几例进行分析,引导同学们掌握摩擦力的分析技巧。

一、假设法


1. 如图1所示,AB叠放在倾角为的斜面上处于静止状态,则(    )。

A. B

与斜面间有摩擦力的作用,其方向水平向左

B. B

与斜面间有摩擦力的作用,其方向平行斜面向上

C. A

B间无摩擦力的作用

D.

AB沿斜面匀速下滑,则AB间有摩擦力,方向水平向左


解析:以AB组成的整体为研究对象,它静止时因受重力和斜面的支持力不共线,不能使之在斜面上静止,而题干要求静止,表明B与斜面间一定有摩擦力的作用,且斜面给B的摩擦力是沿斜面向上的,故选项A错误,选项B正确。整体静止时A在水平方向上没有外力作用,因此AB间没有摩擦力的作用。然而当两者一起沿斜面匀速下滑时,可先假设BA有水平向左的摩擦力,则A在水平方向上除受摩擦力外并无其他力的作用,这与它处于匀速运动状态相矛盾,即假设不成立,故选项C正确,选项D错误。


点评:在分析摩擦力时,尤其是静摩擦力,在不好判断其有无的情况下,可采用假设法,即先假定一个摩擦力的方向,再来分析物体的受力情况,看与物体的运动状态是否吻合。


二、对称法

2. 如图2所示,两块相同的木板AB间夹有质量均为m的四块相同的砖,用两个大小相等的力F1F2水平压木板,使砖静止不动,此时第2块砖对第3块砖的摩擦力的大小为(    )。

A. 0 B. mg C. 2mg D.


解析:以四块砖组成的整体为研究对象,在竖直方向上受木板AB施加的向上的摩擦力和重力的作用,故静止时木板AB对砖施加的摩擦力的大小都是2mg。同理,以第2块砖和第3块砖组成的整体为研究对象,知第4块砖给第3块砖和第1块砖给第2块砖施加的摩擦力方向竖直向上,大小为mg。最后以第2块砖为研究对象,假若第2块砖与第3块砖间有摩擦力的存在,则第2块砖不能静止,故第2块砖与第3块砖间的摩擦力为0,即选项A正确。


点评:此类问题选择研究对象时应对称隔离。若砖的数量为偶数,中间的两块砖不受摩擦力,位于两边的砖所受摩擦力的大小依次增加一块砖的重力。若砖的数量为奇数,中间一块砖两边所受摩擦力的大小均为重力的一半,位于两边的砖所受摩擦力的大小依次增加一块砖的重力。


三、动态分析法


3. 如图3所示,重为G的物体与地面间的动摩擦因数为,且开始时物体静止。现对其施加外力F,且F随时间t的变化关系是F=kt。(k为正的常数),则物体所受的摩擦力f随时间t的变化关系为图4中的(    )。


解析:开始时物体与地面相对静止,物体与地面间的摩擦力为静摩擦力,随着t的增大,摩擦力线性增大,即f=F=kt。当F增大到最大静摩擦力时,物体开始滑动,静摩擦力转化为滑动摩擦力,此后遵从滑动摩擦力定律,即,它是一个与外力F无关的恒量,又因为最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,故选项B正确。

点评:摩擦力是一个被动力,它随外界条件的变化而变化,处理时要在正确分析物体受力情况的基础上,在动态中把握物体的运动性质,寻找解题对策,提高解答能力。



(责任编辑  张巧)


 

 

年级

 高一

学科

物理

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  例说摩擦力的分析技巧

分类索引号

  G.622.46

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  辅导与自学

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  例说摩擦力的分析技巧

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