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高中三年级物理

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    如图所示,木板长L=1.6m,质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4。质量m=1.0 kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物块均处于静止状态,现给木板以向右的初速度,取g=10 m/s2,求:
    (1)木板所受摩擦力的大小;
    (2)使小滑块不从木板上掉下来,木板初速度的最大值。

    本题信息:2011年山东省模拟题物理计算题难度较难 来源:马凤霞
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本试题 “如图所示,木板长L=1.6m,质量M=4.0kg,上表面光滑,下表面与地面间的动摩擦因数为μ=0.4。质量m=1.0 kg的小滑块(视为质点)放在木板的右端,开始时木板与物...” 主要考查您对

滑动摩擦力、动摩擦因数

从受力确定运动情况

等考点的理解。关于这些考点您可以点击下面的选项卡查看详细档案。
  • 滑动摩擦力、动摩擦因数
  • 从受力确定运动情况
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:


从受力确定运动情况:

1、知道物体受到的全部作用力,应用牛顿第二定律求加速度,再应用运动学公式求出物体的运动情况。
2、分析这两点问题的关键是抓住受力情况和运动情况的桥梁——加速度。
3、由物体的受力情况求解物体的运动情况的一般方法和步骤:
①确定研究对象,对研究对象进行受力分析,并画出物体的受力图;
②根据力的合成与分解的方法,求出物体所受的合外力(包括大小和方向);
③根据牛顿第二定律列方程,求出物体的加速度;
④结合给定的物体运动的初始条件,选择运动学公式,求出所需的运动参量,并分析讨论结果是否正确合理。


动力学中临界、极值问题的解决方法:

(1)在运用牛顿运动定律解决动力学有关问题时,常常会讨论相互作用的物体是否会发生相对滑动,相互接触的物体是否会发生分离等,这类问题就是临界问题。临界问题是指物体的运动性质发生突变,要发生而尚未发生改变时的状态。此时运动物体的特殊条件往往是解题的突破口。本部分中常出现的临界条件为:
①绳子或杆的弹力为零;
②相对静止的物体间静摩擦力达到最大,通常在计算中取最大静摩擦力等于滑动摩擦力;
③接触面间弹力为零,但接触物体的速度、加速度仍相等。临界状态往往是极值出现的时刻,题目中常出现隐含临界状态的词语,如“最大”“最小”“最短”“恰好”等.
(2)解决临界问题的关键是要分析出临界状态,例如两物体刚好要发生相对滑动时,接触面上必出现最大静摩擦力,两个物体要发生分离时,相互之间的作用力——弹力必定为零。
(3)解决临界问题的一般方法
①极限法:题设中若出现“最大”“最小…‘刚好”等这类词语时,一般就隐含着临界问题,解决这类问题时,常常是把物理问题(或物理过程)引向极端,进而使临界条件或临界点暴露出来,达到快速解决有关问题的目的。
②假设法:有些物理问题在变化过程中可能会出现临界问题,也可能不出现临界问题,解答这类问题,一般要用假设法。
③数学推理法:根据分析的物理过程列出相应的数学表达式,然后由数学表达式讨论出临界条件。

变加速运动过程的分析方法:

力可以改变速度的大小,也可以改变速度的方向。在牛顿运动定律的应用中,常常会出现物体在变力作用下,对物体的运动情况作出定性判断。处理此类问题的关键是抓住力或加速度与速度之间的方向关系,即同向加速,反向减速,而至于加速度变大或变小,只是影响速度改变的快慢,如在分析自由下落的小球,下落一段时间与弹簧接触后的运动情况时,从它开始接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中,加速度和速度的变化情况讨论如下(过程图示如图).

①小球接触弹簧上端后受两个力作用:向下的重力和向上的弹力,在接触后的前一阶段,重力大于弹力,合力向下,因为弹力F=kx不断增大,所以合力不断变小,故加速度也不断减小,由于加速度与速度同向,因此速度不断变大。
②当弹力逐渐增大到与重力大小相等时,合外力为零,加速度为零,速度达到最大。(注意:此位置是两个阶段的转折点)
③后一阶段,即小球到达上述平衡位置之后,由于惯性仍继续向下运动,但弹力大于重力,合力向上,且逐渐变大,因而加速度逐渐变大,方向向上,小球做减速运动,因此速度逐渐减小到零,到达最低点时,弹簧的压缩量最大。


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