摩擦力的突变问题.docVIP

摩擦力的突变问题 在高三复习中，经常碰到摩擦力大小和方向的突变问题，关于摩擦力的分析是个重点、又是个难点，同时也是高考的热点。分析近几年高考试题和学生平时做题的出错情况，我认为解决摩擦力的突变问题应从物体能否保持相对静止，从是否达到最大静摩擦力上找到突变的突破口，。 一、静摩擦力间的突变 1、如图所示，一木块放在水平面上，在水平方向上受三个力即F1、F2和摩擦力的作用，木块处于静止状态．其中F1=10N、F2=4N，若撤去F1，则摩擦力为( ) A．10N，方向向左 B．4N，方向向右 C．4N，方向向左 D．零 分析：引起物体运动趋势的外力原来是6牛物体处于静止，说明物体所受的最大静摩擦力小于或等于6牛，撤去F1后，变为F2小于6牛，物体仍能保持静止，由平衡条件分析知选（B） 二、滑动摩擦力间的突变 2 、如图所示,.已知斜面倾角为37°,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5,.滑块4 m/s的速度冲上斜面，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g=10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8. 从滑块起,经0.6 s正好通过C点,求Csin37°μmgcos37° 滑块不能保持静止，会沿着斜面下滑，这时滑块的摩擦力方向发生突变。  三、由动摩擦力突变为静摩擦力 3、如2题中 ，若=/2，点C距斜面底端的距离又是多少？ 分析：滑块向上滑到最高点，速度为零的时刻，mgsin 37°μmgcos 37°，滑块能保持静止，滑块由滑动摩擦力突变为静摩擦力 又如：如图所示，某货场而将质量为m1=100 kg的货物（可视为质点）从高处运送至地面，为避免货物与地面发生撞击，现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道，使货物中轨道顶端无初速滑下，轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B，长度均为l=2m，质量均为m2=100 kg，木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间的动摩擦因数为1=0。5，木板与地面间的动摩擦因数=0.2。（最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等，取g=10 m/s2） 求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。：1m1g(2m2+m1)g ， A、B板不动，当货物滑上B板时，1m1g(m1+m2)g,B 板开始滑动，A、B板达到共同速度时，货物所受的最大静摩擦力产生的最大加速度小于货物和B板共同运动的加速度，货物和B板能保持相对静止，货物的摩擦力此时突变为静摩擦力。静摩擦力产生加速度和货物一起做匀减速运动直到停下来。 四、由静摩擦力突变为滑动摩擦力 4、　一个质量为m的物体放在水平放置的木板上，它们之间的动摩擦因数为μ，现缓慢抬起木板的右端，使木板绕另一端逆时针转动，直到木板处于竖立为止，试定性画出物体在此过程中所受的摩擦力的大小与θ的关系图像.（假定物体的最大静摩擦力的大小与滑动摩擦力的大小相等） 分析：开始，θ=0，Ff=0.，开始一段时间，物体相对木板静止，所受的是静摩擦力，由力的平衡关系可知，静摩擦力大小等于物体重力沿斜面向下的分力．Ff=mgsinθ. 在物体刚好滑动时，物体的静摩擦力达到最大，满　足mgsinθ=μmgcosθ, Ff=mgsin（arctanμ）.此后当物体相对于木板滑动后，所受的是滑动摩擦力，滑动摩擦力 Ff=μFN，FN的大小等于重力沿垂直斜面方向的分力，所以，Ff=μmgcosθ． 　总之，解决摩擦力的突变问题是在物体达到相对静止时，才有可能发生突变，能否保持相对静止，最大静摩擦力是解决问题的关键。