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1、分析摩擦力問題中的誤區(qū)例談 誤區(qū)之1:認為滑動摩擦力的大小與接觸面積大小有關 例1.一根質(zhì)量為m,長為L的均勻長方體木料放在水平桌面上,木料與桌面間摩擦因數(shù)為μ?,F(xiàn)用水平力F推木料,當木料經(jīng)過如圖1所示的位置時,桌面對它的摩擦力是多少? 錯解:因為木料只有(2/3)L在桌面上,所以桌面對它的摩擦力為f=(2/3)μmg?! 》治雠c正解:滑動摩擦力與正壓力成正比,而與接觸面的面積大小無關。所以,桌面對它的摩擦力為f=μmg?! ≌`區(qū)之2:認為兩個相互接觸的物體間存在兩個摩擦力 例2.如圖2所示,在傾角θ=30°的粗糙斜面上放一物體,重量為G?,F(xiàn)在用與斜面底邊平行的力
2、F=G/2推物體,物體恰能做勻速直線運動,則物體與斜面之間的滑動摩擦因數(shù)是多少? 錯解:因為物體有沿斜面下滑的趨勢,所以受到一個沿斜面向上的靜摩擦力f1=(1/2)G。又因為物體在推力F的作用下沿水平方向勻速滑動.受到一個與F方向相反的滑動摩擦力作用f2=μN=μmgcosθ所以 分析與正解:物體在推力及重力平行斜面的分力作用下,沿斜面斜下方向作勻速直線運動,故物體只受到一個與其運動方向相反(沿斜面斜上方向)的滑動摩擦力作用?! ⊥屏εc重力平行斜面的分力的合力為3 滑動摩擦力為 因為物體作勻速直線運動,所以 誤區(qū)之3:用求滑動摩擦力的方法求靜摩擦力 例3.如圖
3、3所示,質(zhì)量分別為m和M的兩物體P,Q疊放在傾角為θ的斜面上,P,Q之間的摩擦因數(shù)為μ1,Q與斜面間的摩擦因數(shù)為μ2。當它們從靜止開始沿斜面滑下時,兩物體始終保持相對靜止,則物體P受到的摩擦力大小為: A.0B.μ1mgcosθ C.μ2mgcosθD.(μ1+μ2)mgcosθ 錯解:因為P對Q的壓力N=mgcosθ,而P,Q間的摩擦因數(shù)為μ1,所以物體P受到的摩擦力大小為f=μ1mgcosθ,故選B?! 》治雠c正解:當物體P和Q一起沿斜面加速下滑時,其加速度為a=gsinθ-μ2gcosθ……① 因為p和Q相對靜止,所以P和Q之間的摩擦力為靜摩擦力,不能 用
4、公式f=μN求解。對物體P運用牛頓第二定律,得:mgsinθ-f=ma……② 聯(lián)立①,②兩式,求得:f=μ2mgcosθ,所以正確答案應選C。3 誤區(qū)之4:忽視摩擦力的突變 例4.如圖4所示,傳遞帶與水平面夾角θ=37°,并以v0=10m/s的速度運行著,在傳送帶的A端輕輕地放一小物體。若已知該物體與傳送帶之間的滑動摩擦因數(shù)為μ=0.5,傳送帶A端到B端的距離S=16m,則小物體從A端運動到B端所需的時間可能是(g=10m/s2)3A.1.8sB.2.0sC.2.1sD.4.0s3 錯解:當傳送帶以v=10m/s的速度向上運動時,小物體的運動方向與傳送帶的運動方向
5、相反,它在傳送帶上下滑的加速度為a1=gsinθ-μ 當傳送帶以v=10m/s的速度向下運動時,小物體的運動方向與傳送帶的運動方向相同,它在傳送帶上下滑的加速度為a2=gsinθ+μgcosθ 分析與正解:當傳送帶以v=10m/s的速度向上運動時,上面分析還是正確的,小物體從A端運動到B端的時間為t1=4.0s。但是當傳送帶以v=10m/s的速度向下運動時,開始小物體的運動速度小于傳送帶的速度,它在傳送帶上下滑的加速度仍是a2=gsinθ+μgcosθ=10m/s2, 經(jīng)過t0=v/a2=1s時,小物體的運動速度大于傳送帶的速度,它所受摩擦力的方向發(fā)生突變,
6、故t>t0后,它又以加速度a1=gsinθ-μgcosθ=2m/s2 加速下滑。在t0=1s內(nèi),小物體下滑的距離為S0=(1/2)a2t02=5m 而在以后的時間內(nèi),下滑的距離為S-S0=vt+(1/2)a1t2 解之得t=1s或t=-11s t=-11s不合題意,舍去?! ⌒∥矬w從A運動至B所需的時間為t2=t0+t=2s, 所以正確選項為B?! ≌`區(qū)之5:忽視摩擦力大小和性質(zhì)的突變 例6.如圖5所示,質(zhì)量為m1=6kg的木塊沿水平方向以初速度v0=10m/s在靜止于水平面上的木板上運動,木板的質(zhì)量m2=9kg,木塊與木板之間的摩擦因數(shù)為μ1=0.6,木板與
7、水平面間的摩擦因數(shù)為μ2=0.2。在m1不從m2掉下來的條件下,求m1相對于地運動的位移多大?(g=10m/s2) 錯解:木塊在運動過程中受到向左的滑動摩擦力作用,其加速度a1=-μ1g=-6m/s2,所以它相對于地的位移為S=v02/(-2a1)=8.3m。 分析與正解:當木塊在木板上滑動時,木塊作減速運動,木板作加速運動。經(jīng)過時間后它們速度相等,設此速度為v0,此時木塊與木板間的摩擦力大小和性質(zhì)(力的大小為使木塊作與木板相同加速運動所需的力,性質(zhì)是靜摩擦力)均發(fā)生突變,然后它們一起以相同的加速度作勻減速運動。 對木塊