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高中化学|磨擦力突变时的临界问题

更新时间:2023-11-02 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

物体的运动状态发生变化的过程中,常常达到某一个特定状态时,有关的数学量将发生突变,此状态即为临界状态,相应的数学量的值为临界值。当物体受力或运动发生变化时,磨擦力常发生突变。磨擦力的突变,又会造成物体的受力情况和运动性质的突变,其突变点(时刻或位置)往往具有很深的隐蔽性,稍不留神容易出错。解决磨擦力发生突变时的临界问题的关键在于剖析突变情况,找出磨擦力突变的点。JA2物理好资源网(原物理ok网)

一、静磨擦力发生突变JA2物理好资源网(原物理ok网)

静磨擦力是被动力,其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势,但是静磨擦力存在最大值。静磨擦力为零的状态,是方向变化的临界状态;静磨擦力抵达最大值,是物体正好保持相对静止的临界状态。JA2物理好资源网(原物理ok网)

1、静磨擦力突变为滑动磨擦力JA2物理好资源网(原物理ok网)

例1、如图所示,物体A和B叠置于光滑的水平面上,A、B的质量分别为JA2物理好资源网(原物理ok网)

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,为了保持A与B相对静止在水平面上做加速运动,作用在B上的水平拉力F不能超过4N。若果将此水平拉力作用在物体A上,则()JA2物理好资源网(原物理ok网)

A.A、B仍相对静止一起加速运动;JA2物理好资源网(原物理ok网)

B.A、B将发生相对运动;JA2物理好资源网(原物理ok网)

C.A做匀速运动,B做加速运动;JA2物理好资源网(原物理ok网)

D.A、B一起做匀速运动。JA2物理好资源网(原物理ok网)

解析:设A和B之间最大静磨擦力为JA2物理好资源网(原物理ok网)

,当水平拉力F作用在B上时,则JA2物理好资源网(原物理ok网)

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所以JA2物理好资源网(原物理ok网)

当水平拉力作用在A上时,A、B不发生相对运动,一起运动的最大加速度和拉力的最大值分别为JA2物理好资源网(原物理ok网)

因为JA2物理好资源网(原物理ok网)

,A、B将发生相对运动,A、B都做加速运动,故选项B正确。JA2物理好资源网(原物理ok网)

2、静磨擦力方向或大小发生突变JA2物理好资源网(原物理ok网)

例2、如图所示,在水平面上,质量为10kg的物块A拴在一水平被拉伸弹簧的一端,弹簧的另一端固定在货车上,当它们都处于静止时,弹簧对物块的弹力大小为3N,若货车以JA2物理好资源网(原物理ok网)

的加速度水平往右匀加速运动时()JA2物理好资源网(原物理ok网)

A.物块A相对于货车一直静止;JA2物理好资源网(原物理ok网)

B.物块A遭到的磨擦力方向不变;JA2物理好资源网(原物理ok网)

C.物块A遭到的磨擦力变小;JA2物理好资源网(原物理ok网)

D.物块A遭到的弹簧的拉力将减小。JA2物理好资源网(原物理ok网)

解析:物块A与货车都处于静止状态时,物块A所受合力为零,弹簧对物块往右的弹力大小为3N,则物块A遭到货车对它静磨擦力大小为3N,方向水平向左。所以货车对物块A的最大静磨擦力起码3N。当货车以0.5m/s2的加速度水平往右匀加速运动时,物块A所受往右合力应为JA2物理好资源网(原物理ok网)

高中滑动摩擦力计算公式_高一物理滑动摩擦力视频_高中物理滑动摩擦力JA2物理好资源网(原物理ok网)

。若物块A相对于货车静止,则弹簧对物块A往右的弹力大小依然为3N,货车对物块A静磨擦力大小为2N、方向水平往右,而2N其实大于货车对物块A的最大静磨擦力起码3N,这说明物块A相对于货车一直静止,没有发生滑动。货车水平往右匀加速运动时,静磨擦力发生了突变:方向由原来的水平向左变为水平往右;大小由3N变为2N。本题选项A、C正确。JA2物理好资源网(原物理ok网)

二、滑动磨擦力发生突变JA2物理好资源网(原物理ok网)

滑动磨擦力存在于发生相对运动的物体之间,因而两物体的速率达到相同时,滑动磨擦力要发生突变(磨擦力为零或为静磨擦力)JA2物理好资源网(原物理ok网)

1、滑动磨擦力突变为静磨擦力JA2物理好资源网(原物理ok网)

例3、如图所示,质量为M=8kg的货车B置于光滑的水平面上,在货车右端加一个水平往右的恒力JA2物理好资源网(原物理ok网)

。当货车往右运动的速率达到JA2物理好资源网(原物理ok网)

时,在货车右端轻轻地放上一个大小不计、质量JA2物理好资源网(原物理ok网)

的小物块A,物块与货车间的动磨擦质数为JA2物理好资源网(原物理ok网)

,货车足够长,JA2物理好资源网(原物理ok网)

。求从A放上货车经过JA2物理好资源网(原物理ok网)

后位移的大小。JA2物理好资源网(原物理ok网)

解析:分别以A、B为研究对象,则JA2物理好资源网(原物理ok网)

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设A、B速率相同时所经过的时间为t1,则JA2物理好资源网(原物理ok网)

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此时A的速率大小为JA2物理好资源网(原物理ok网)

位移为JA2物理好资源网(原物理ok网)

随后假定A、B以相同的加速度a一起运动,则JA2物理好资源网(原物理ok网)

,所以A、B不发生相对运动,它们之间的磨擦力由滑动磨擦力突变为静磨擦力。JA2物理好资源网(原物理ok网)

再经过JA2物理好资源网(原物理ok网)

,A位移为JA2物理好资源网(原物理ok网)

所以从A放上货车经过1.5s后位移的大小为JA2物理好资源网(原物理ok网)

2、滑动磨擦力方向或大小发生突变JA2物理好资源网(原物理ok网)

例4、如图所示,传送带宽度JA2物理好资源网(原物理ok网)

,与水平方向成JA2物理好资源网(原物理ok网)

角,传送带的三轮逆秒针转动,使传送带仍然以JA2物理好资源网(原物理ok网)

的速度运动。将一物体轻置于传送带的下端A,物体与传送带之间的动磨擦质数JA2物理好资源网(原物理ok网)

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,求物体从传送带的下端A运动到左端B所用的时间。JA2物理好资源网(原物理ok网)

解析:开始物体相对传送带向下运动,物体遭到的滑动磨擦力沿传送带向上,当物体加速到v时,因为JA2物理好资源网(原物理ok网)

,传送带匀速运动,物体要加速运动高中物理滑动摩擦,物体相对传送带向上运动高中物理滑动摩擦力,遭到的滑动磨擦力沿传送带向下。JA2物理好资源网(原物理ok网)

刚放上物体时,依据牛顿第二定理,有JA2物理好资源网(原物理ok网)

,所以JA2物理好资源网(原物理ok网)

物体加速到v所需时间为JA2物理好资源网(原物理ok网)

,通过的距离为JA2物理好资源网(原物理ok网)

物体加速到v后,依据牛顿第二定理,有JA2物理好资源网(原物理ok网)

,所以JA2物理好资源网(原物理ok网)

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所以JA2物理好资源网(原物理ok网)

故物体从A运动到B所需的时间为JA2物理好资源网(原物理ok网)

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