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天津市武清区杨村第四中学高三物理复习课件:21重力 弹力 摩擦力
2.在如图所示的四幅图中,AB、BC均为轻质杆,各图中杆的A、C端都通过铰链与墙连接,两杆都在B处由铰链相连接.下列说法正确的是( ) A.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有(1)、(2) B.图中的AB杆可以用与之等长的轻绳代替的有(1)、(3)、(4) C.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有(2)、(3) D.图中的BC杆可以用与之等长的轻绳代替的有(2)、(4) 【解析】选B.如果杆端受拉力作用,则可用等长的绳代替,若杆端受到沿杆的压力作用,则杆不可用等长的轻绳代替,如图(1)、(3)、(4)中的AB杆受拉力作用,而(1)、(2)、(4)中的BC杆均受沿杆的压力作用,故A、C、D均错误,只有B正确. 【方法技巧】弹力方向判断及其大小的计算 1.弹力方向的判断方法 (1)有明显形变的物体,弹力的方向一定指向形变恢复的方向,如弹簧、橡皮条中的弹力方向均可由此判断. (2)轻绳的弹力只能沿绳,指向绳子收缩的方向,且只能产生拉力,不能产生压力. (3)轻杆的弹力方向可以沿杆,也可以不沿杆,一般要根据物体的运动情况,利用平衡条件或牛顿第二定律分析判断,但铰链连接的轻杆两端受到的弹力方向一定沿杆. 2.弹力大小的计算方法 (1)弹簧或橡皮条的弹力,可由胡克定律F=kx计算. (2)一般物体之间的弹力,要利用平衡条件或牛顿第二定律列式计算. (1)受静摩擦力作用的物体不一定是静止的,受滑动摩擦力作用的物体不一定是运动的. (2)摩擦力阻碍的是物体间的相对运动或相对运动趋势,但摩擦力不一定阻碍物体的运动,即摩擦力不一定是阻力,摩擦力的方向与物体的运动方向可能相同,也可能相反,还可能成一定夹角. 【例证2】如图所示,物体A、B在 力F作用下一起以相同速度沿F方 向做匀速运动,关于物体A所受 的摩擦力,下列说法正确的是( ) A.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相同 B.甲、乙两图中A均受摩擦力,且方向均与F相反 C.甲、乙两图中A均不受摩擦力 D.甲图中A不受摩擦力,乙图中A受摩擦力,方向与F相同 【解题指导】如果应用静摩擦力产生的条件判断A是否受静摩擦力是比较困难的,可根据物体A的运动状态通过假设法来判断物体A所受静摩擦力的方向情况. 【自主解答】选D. (1)水平面上叠加的物体间摩擦力分析,甲图中选用假设法,若A、B在拉力F作用下一起匀速运动,则A不受摩擦力,若A、B一起加速运动,则A受静摩擦力. (2)斜面上叠加的物体间摩擦力分析,乙图中选用假设法,A、B在拉力F作用下一起沿斜面向上匀速运动,A一定受沿斜面向上的摩擦力. 【变式训练】如图所示,在平直公 路上,有一辆汽车,车上有一木 箱,试判断下列情况中,木箱所受 摩擦力的方向. (1)汽车由静止开始加速运动时(木箱和车无相对滑动); (2)汽车刹车时(二者无相对滑动); (3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动). 【解析】根据物体的运动状态,由牛顿运动定律不难判断出: (1)汽车加速时,木箱所受的静摩擦力方向向右. (2)汽车刹车时,木箱所受的静摩擦力方向向左. (3)汽车匀速运动时,木箱不受摩擦力作用. 三、摩擦力大小的计算 1.滑动摩擦力的计算 滑动摩擦力由公式f=μN计算,最关键的是对相互挤压力N的分析,它跟研究物体在垂直于接触面方向的受力密切相关. 2.静摩擦力的计算 (1)其大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关,但跟接触面相互挤压力N无直接关系,因而静摩擦力具有大小、方向的可变性,其大小只能依据物体的运动状态进行计算,若为平衡状态,静摩擦力将由平衡条件建立方程求解;若为非平衡状态,可由动力学规律建立方程求解. (2)最大静摩擦力fm是物体将要发生相对滑动这一临界状态时的摩擦力,它的数值与N成正比,在N不变的情况下,滑动摩擦力略小于fm,而静摩擦力可在0~fm间变化. (1)通常情况下可以认为最大静摩擦力fm等于滑动摩擦力f. (2)解题时首先判定物体之间的摩擦是静摩擦还是滑动摩擦,静摩擦力不能用滑动摩擦力的公式计算. 【例证3】如图所示,倾角为37°的斜面 固定在水平地面上,质量为1 kg的滑块, 以一定的初速度沿斜面向下滑,斜面 足够长,滑块与斜面间的动摩擦因数 为0.8.该滑块所受摩擦力f随时间变化的图象是图中的(取初速度方向为正方向,取g=10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) ( ) 【解题指导】解答本题时应注意以下三点: (1)判断滑块是加速下滑还是减速下滑. (2)明确摩擦力的方向与正方向的关系. (3)理解斜面足够长的含义. 【自主解答】选A.由于mgsin37°μmgcos37°,滑块减速下滑,因斜面足够长,
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