摩擦力发生突变时的临界问题.doc

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1、.摩擦力发生突变时的临界问题在物体的运动状态发生变化的过程中，往往达到某一个特定状态时，有关的物理量将发生突变，此状态即为临界状态，相应的物理量的值为临界值。当物体受力或运动发生变化时，摩擦力常发生突变。摩擦力的突变，又会导致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，稍不留心容易出错。解决摩擦力发生突变时的临界问题的关键在于分析突变情况，找出摩擦力突变的点。一.静摩擦力发生突变静摩擦力是被动力，其存在及大小、方向取决于物体间的相对运动的趋势，而且静摩擦力存在最大值。静摩擦力为零的状态，是方向变化的临界状态；静摩擦力到达最大

2、值，是物体恰好保持相对静止的临界状态。1.静摩擦力突变为滑动摩擦力例1.如图1所示，物体A和B叠放在光滑的水平面上，A、B的质量分别为，，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。如果将此水平拉力作用在物体A上，则（）A.A、B仍相对静止一起加速运动；B.A、B将发生相对运动；C.A做匀速运动，B做加速运动；D.A、B一起做匀速运动。解析：设A和B之间最大静摩擦力为，当水平拉力F作用在B上时，则，所以当水平拉力作用在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..由于，A、B将发生相对运动，A

3、、B都做加速运动，故选项B正确。2.静摩擦力方向或大小发生突变例2.如图2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小车上，当它们都处于静止时，弹簧对物块的弹力大小为3N，若小车以的加速度水平向右匀加速运动时（）A.物块A相对于小车仍然静止；B.物块A受到的摩擦力方向不变；C.物块A受到的摩擦力变小；D.物块A受到的弹簧的拉力将增大。解析：物块A与小车都处于静止状态时，物块A所受合力为零，弹簧对物块向右的弹力大小为3N，则物块A受到小车对它静摩擦力大小为3N，方向水平向左。所以小车对物块A的最大静摩擦力至少3N。

4、当小车以0.5m/s2的加速度水平向右匀加速运动时，物块A所受向右合力应为。若物块A相对于小车静止，则弹簧对物块A向右的弹力大小仍然为3N，小车对物块A静摩擦力大小为2N、方向水平向右，而2N显然小于小车对物块A的最大静摩擦力至少3N，这说明物块A相对于小车仍然静止，没有发生滑动。小车水平向右匀加速运动时，静摩擦力发生了突变：方向由原来的水平向左变为水平向右；大小由3N变为2N。本题选项A、C正确。二.滑动摩擦力发生突变滑动摩擦力存在于发生相对运动的物体之间，因此两物体的速度达到相同时，滑动摩擦力要发生突变（摩擦力为零或为静摩擦力）1.滑动摩擦力突变为静摩

5、擦力例3.如图3所示，质量为M＝8kg的小车B放在光滑的水平面上，在小车右端加一个水平向右的恒力。当小车向右运动的速度达到..时，在小车右端轻轻地放上一个大小不计、质量的小物块A，物块与小车间的动摩擦因数为，小车足够长，。求从A放上小车经过后位移的大小。解析：分别以A、B为研究对象，则，设A、B速度相同时所经过的时间为t1，则，此时A的速度大小为位移为此后假设A、B以相同的加速度a一起运动，则，所以A、B不发生相对运动，它们之间的摩擦力由滑动摩擦力突变为静摩擦力。再经过，A位移为所以从A放上小车经过1.5s后位移的大小为2.滑动摩擦力方向或大小发生突变例4

6、.如图4所示，传送带长度，与水平方向成角，传送带的两轮逆时针转动，使传送带始终以的速率运动。将一物体轻放在传送带的上端A，物体与传送带之间的动摩擦因数，，求物体从传送带的上端A运动到下端B..所用的时间。图4解析：开始物体相对传送带向上运动，物体受到的滑动摩擦力沿传送带向下，当物体加速到v时，由于，传送带匀速运动，物体要加速运动，物体相对传送带向下运动，受到的滑动摩擦力沿传送带向上。刚放上物体时，根据牛顿第二定律，有，所以物体加速到v所需时间为，通过的距离为物体加速到v后，根据牛顿第二定律，有，所以又，所以故物体从A运动到B所需的时间为一、静动突变例1、长

7、直木板的上表面的一端放有一个铁块，木块由水平位置缓慢一向上转动（即木板与地面的夹角变大），另一端不动，则木块受到摩擦力f随角度的变化关系图象是（甲）中的（　）　　　　　..解析：（1）开始时，=0，=0。（2）静摩擦力的大小分析：开始一段时间，物体相对木板静止，所受的是静摩擦力；缓慢竖起时，可认为物体处于平衡状态，由的平衡关系可知，静摩擦力大小等于物体重力沿斜面向下的分力：。因此，静摩擦力随的增大而增大，它们呈正弦规律变化。图线为正弦函数图像。（3）在物体刚好要滑动而没滑动时，达到最大值。继续增大，物体将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力。且满足：。（4）开

8、始滑动后，，因此，滑动摩擦力随的增大而减小，呈余弦规律变化。图线为