求物体间互相作用的磨擦力大小和方向是初中数学的重要题型,也是数学高考的常考题型本文就例题详尽解析这类题型的解题方式,希望能给初中、初三中学生的数学学习带来帮助。
例题
现有3块相同的砖,每块砖重为10N,一人用竖直的两板将三块砖如图所示夹起,求“2号”砖右侧和左侧各自所受的磨擦力大小和方向。
解题过程:
1、把三块砖作为整体进行受力剖析
在竖直方向上摩擦力受力分析步骤,三块砖遭到竖直向上的重力G总,“1号”砖右侧板对它们作用的竖直向下的磨擦力f1,“3号”砖左侧板对它们作用的竖直向下的磨擦力f2;
依据物体受力平衡的条件:三块砖处于静止状态,则三块砖在竖直方向上的受力和为零,即G总=f1+f2;
依照题目中的条件:三块砖相同,两块板相同,则“1号”砖右侧板对它们作用的竖直向下的磨擦力f1=“3号”砖左侧板对它们作用的竖直向下的磨擦力f2;
依照题目中的条件:每块砖重为10N,则三块砖遭到的总重力G总=10*3=30N;
依照推论:G总=f1+f2摩擦力受力分析步骤,G总=30N,f1=f2,则f1=f2=15N;
2、对“1号”砖进行受力剖析
在竖直方向上,“1号”砖遭到竖直向上的重力G,右侧板对它作用的竖直向下的磨擦力f1,“2号”砖对它作用的磨擦力f3;
依据物体受力平衡的条件:“1号”砖处于静止状态,则“1号”砖在竖直方向上的受力和为零;
依照题目中的条件和推论:“1号”砖的重力G=10N,右侧板对它作用的竖直向下的磨擦力f1=15N,则“2号”砖对它作用的磨擦力f3=f1-G=5N,方向为竖直向上;
按照互相斥力的关系和推论:一对互相斥力的大小相等、方向相反,“2号”砖对“1号”砖作用的磨擦力f3=f1-G=5N,方向为竖直向上,则“1号”砖对“2号”砖作用的磨擦力f4=f3=5N,方向为竖直向下;
3、对“2号”砖进行受力剖析
在竖直方向上,“2号”砖遭到竖直向上的重力G,“1号”砖对它作用的竖直向下的磨擦力f4,“3号”砖对它作用的磨擦力f5;
依据物体受力平衡的条件:“2号”砖处于静止状态,则“2号”砖在竖直方向上的受力和为零;
依照题目中的条件和推论:“2号”砖的重力G=10N,“1号”砖对它作用的竖直向下的磨擦力f4=5N,则“3号”砖对它作用的磨擦力f5=G-f4=5N,方向为竖直向下;
所以,“2号”砖左边和右边所受的磨擦力大小均为5N,方向均为竖直向下。
结语
解决本题的关键是选择不同的受力剖析对象,依照二力平衡条件和互相斥力的关系,对物体间的互相作用的磨擦力进行大小和方向的判别。