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高中物理竞赛试题解析:力与运动的关系及摩擦力取值范围探讨

更新时间:2024-10-04 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

03-01-20_水平面上堆叠物体的静摩擦系数PTQ物理好资源网(原物理ok网)

在本次高中物理竞赛试题中,我们将一起研究力与运动之间的关系,将滑轮的受力分析与所连接物体的受力结合起来,探索物体上摩擦力的取值范围。这个问题的解决思路来说,还是很笼统,没有太多特殊之处。在解题方法和思路上,也主要考察对物体在具体运动状态下的分析,结合力分析过程,通过牛顿第一、第二定律的熟练应用来解决与力或运动有关的问题。 。整个过程和思路也是解决此类问题的常用方法和思路。总体来说,这道题的难度并不是很难,解题过程也比较简单,不需要太多的数学知识来解决。PTQ物理好资源网(原物理ok网)

本期的题虽然难度不大,但还是涉及到一点摩擦的知识,需要在受力分析上稍作调整。作为考察摩擦力作用类型的一道题,这道题还是很有参考价值的。它讨论了几乎所有情况下的摩擦,对于深入研究本课题的模型具有非常重要的指导作用。PTQ物理好资源网(原物理ok网)

高中物理竞赛题典型例题及解答步骤PTQ物理好资源网(原物理ok网)

高中物理竞赛难点PTQ物理好资源网(原物理ok网)

如图1所示,两个质量为m1和m2(m2>m1)的物体堆叠在水平桌子上。另一个质量为 m 的物体通过不可伸展的绳子和滑轮系统连接到 m1 和 m2。 ,忽略绳索和滑轮的质量以及轴承处的摩擦。PTQ物理好资源网(原物理ok网)

(1) 若m1、m2间的动摩擦因数为u,桌面光滑,求m1、m2无相对滑动时动摩擦因数的范围。 (2) 若各接触面之间的动摩擦系数为u,求m1、m移动、m2静止的条件。高中物理竞赛典型例题解题方法与思路PTQ物理好资源网(原物理ok网)

我们来总结一下这个问题的重点和难点,主要包括以下几点。首先是题中涉及的几个物体的受力分析和运动分析。事实上,运动和力是密不可分的。在分析力时,一定不能对运动有清晰的认识。反之,在分析运动情况时,也需要非常清楚物体所受的力。对于本课题来说高中物理竞赛难点,运动与力的关系不能分开独立研究。首先看题中动滑轮上悬挂的物体。这个物体的受力分析很简单,因为这个物体的受力很简单。它仅受重力和两根绳索提供的张力的影响。虽然有三个力留学之路,但是有两个拉力,其实只是两个力的作用。在这两个力的合力作用下,物体要做匀加速直线运动高中物理竞赛难点,同时带动两根轻绳匀加速直线运动。PTQ物理好资源网(原物理ok网)

由于轻绳做匀加速直线运动,且加速度等于动滑轮下物体的加速度,因此当水平面上的两个物体不发生相对滑动时,即保持静止状态。相对静止,两个物体在两个拉力的作用下相互跟随。绳索一起以均匀加速的直线运动。因此,对于这两个物体的整体组合,两个物体之间的摩擦力属于系统的内力,不再考虑。这样就可以得到两个方程。通过这两个 物体的加速度只需一个方程就可以求解出来,我们准备进一步求解摩擦力。至于题中的解题步骤,小编没有写这一步,因为太简单了。相信同学们一定能够解决。理解。PTQ物理好资源网(原物理ok网)

稍后只需对两个相对静止的物体之一进行受力分析即可得到摩擦力。在解题步骤中,小编通过考察上面物体所受的应力来求解摩擦系数。这个过程,其实只要我们分析明白,绳子的拉力和摩擦力的合力提供了加速度,我们完全可以通过牛顿第二定律得到答案。这里我就不详细说了,但是这里有一点需要强调。这是因为两个对象之间存在差异。在分析总力时,摩擦力是内力,不需要考虑。因此,摩擦力对整体没有影响。通过后续的计算,我们知道了保持静止的摩擦力的最小值,即求解出的动摩擦因数,只要动摩擦因数大于这个值,就不会发生相对滑动。PTQ物理好资源网(原物理ok网)

第二个问题的解答与第一个问题类似。不同的是,由于运动状态不同,每个物体的受力分析也不同。对于第二题,水平面上的两个物体由于都受到摩擦力的影响,因此比第一题多了一个未知量,这意味着需要多一个解题方程。也就是说,对于该题的第二个问题,需要两个方程对每个物体进行受力分析后才能得到最终的答案。第二个区别是,由于下面的物体保持静止,因此上面的物体的加速度应该是绳索加速度的两倍。建立方程时需要特别注意。PTQ物理好资源网(原物理ok网)

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