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题目:
一个木块在水平桌面上受到一个沿桌面摩擦力的作用,已知木块质量为m,与桌面间的动摩擦因数为μ,当木块受到一个大小为F的恒力作用时,木块做加速运动。求木块所受摩擦力的最大值。
解答过程:
1. 首先,我们需要确定摩擦力的性质。由于木块受到一个恒力作用,因此摩擦力为滑动摩擦力。
2. 根据摩擦力公式:f = μN,其中N为正压力,可求得滑动摩擦力的大小为:f = μmg。
3. 当木块受到的拉力F小于滑动摩擦力时,木块将做匀加速运动。此时,拉力F与滑动摩擦力相等,即F = f = μmg。
4. 当拉力F大于滑动摩擦力时,木块将做加速运动,但随着拉力的增大,滑动摩擦力也在增大。当拉力增大到等于最大静摩擦力时,木块将开始滑动。此时,滑动摩擦力达到最大值fm。
5. 根据最大静摩擦力公式:fm = μ'(mg + F'),其中μ'为最大静摩擦系数,可求得最大静摩擦力为:fm = μ'(mg + F)。
6. 由于木块做加速运动,因此拉力F与最大静摩擦力的比值将逐渐增大。当比值达到最大值时,木块将开始滑动。此时,滑动摩擦力达到最大值fm。
综上所述,当木块受到的拉力F大于等于μmg时,木块所受摩擦力的最大值为fm = μ'(mg + F)。
视频讲解示例:
视频中可以展示动态的物体运动过程和受力分析,强调解题的关键步骤和思路。视频中还可以加入教师的讲解和解释,帮助学生更好地理解和掌握知识点。