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高中三年级物理

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首页 高中三年级物理知识 弹力的大小、胡克定律 滑动摩擦力、动摩擦因数 正功和负功的区别 试题正文
  • 不定项选择
    运动员常利用如图所示的装置训练肌肉力量，弹簧右端与墙相连，左端系在运动员的腰上，左边墙上固定一根绳子。假定某运动员质量为50 kg，他与地面间的动摩擦因数为μ=0.2，弹簧的劲度系数为k=1000 N/m，运动员双手拉住绳子从弹簧原长位置向左缓慢前进（脚与地面间不打滑）。当他向左运动的位移为3m时，运动员松开绳子被弹簧拉着向右滑行，若最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，g取10m/s2，则下列说法中不正确的是

    [     ]

    A.在运动员向左运动的过程中，当位移为1m时，绳对人的拉力一定为900 N，脚对地面的摩擦力一定为100 N
    B.在运动员向左运动的过程中，当位移为2m时，绳对人的拉力可能为2050 N
    C.在运动员向左运动的过程中，地面对运动员的摩擦力一定做负功
    D.当运动员向右运动到弹簧恢复原长时，运动员的速度达到最大值
    本题信息：2011年模拟题物理不定项选择难度较难 来源:马凤侠
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本试题 “运动员常利用如图所示的装置训练肌肉力量，弹簧右端与墙相连，左端系在运动员的腰上，左边墙上固定一根绳子。假定某运动员质量为50 kg，他与地面间的动摩擦因...” 主要考查您对

弹力的大小、胡克定律

滑动摩擦力、动摩擦因数

正功和负功的区别

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  • 弹力的大小、胡克定律
  • 滑动摩擦力、动摩擦因数
  • 正功和负功的区别

弹力的大小：

弹力的大小与物体的形变程度有关，形变量越大，产生的弹力越大；形变量越小，产生的弹力越小。
(1)一般情况下，弹力的大小可以利用平衡条件或牛顿运动定律计算出来；对于弹簧的弹力，在弹性限度内遵循胡克定律：
(2)胡克定律在弹性限度内，弹簧的弹力和其形变量(伸长或缩短的长度)成正比，即F=kx，式中k为劲度系数，x为弹簧的形变量，F为弹力。
胡克定律的图像如图所示。

①式中形变量是指在弹性限度内发生的。形变量x是弹簧在原长基础上的改变量，即弹簧伸缩后的长度L与原长L0的差：x=|L—L0|，不能将x当做弹簧的长度。
②胡克定律中劲度系数k的单位是N／m，由弹簧自身的条件(材料、长度、横截面积)决定，弹簧做好后，劲度系数是确定的。不同弹簧的劲度系数一般不同。
③劲度系数k的两种求法
a．由胡克定律F=kx知：k=F／x
b．由F一x图像知：


判定弹力的有无及其方向的方法：



滑动摩擦力的概念：

当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时，受到的阻碍相对运动的力，叫滑动摩擦力。


滑动摩擦力产生条件：

①接触面粗糙；
②相互接触的物体间有弹力；
③接触面间有相对运动。
说明：三个条件缺一不可，特别要注意“相对”的理解。


滑动摩擦力的方向：

总跟接触面相切，并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同，可能与运动方向相反，可能与运动方向成一夹角。

滑动摩擦力的大小：

滑动摩擦力跟压力成正比，也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式：F=μFN （F表示滑动摩擦力大小，FN表示正压力的大小，μ叫动摩擦因数）。
①FN表示两物体表面间的压力，性质上属于弹力，不是重力，更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定；
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关，无单位，而且永远小于1；
③滑动摩擦力大小，与相对运动的速度大小无关。 

滑动摩擦力的作用效果：

总是阻碍物体间的相对运动，但并不总是阻碍物体的运动，可能是动力，也可能是阻力。

静摩擦力和滑动摩擦力：




摩擦力大小的计算方法:


正功与负功：


知识拓展：

 1．摩擦力做功的特点
(1)摩擦力可对物体做正功、做负功或不做功。
(2)摩擦力做功与路程有关。
(3)一对静摩擦力做功的代数和为零。一对滑动摩擦力做功的代数和总小于零，其绝对值等于摩擦力与相对路程的乘积。
(4)静摩擦力做功时，只引起机械能在相互作用的物体之间转移，而不引起机械能与其他形式能量之间的转化。滑动摩擦力做功时，可同时引起机械能的转移及机械能向其他形式能量的转化。
(5)沿斜面滑动的物体，滑动摩擦力所做的功与斜面倾角无关(如图所示)，只取决于μ、m和物体发生的水平位移：

2．一对相互作用力做功的情形


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