题文
将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端通过轻质水平细绳与滑块相连,滑块放在较长的小车上,如图甲所示,传感器与计算机相连接,可获得力随时间变化的规律,一水平轻质细绳跨过光滑的定滑轮,一端连接小车,另一端系沙桶,整个装置开始处于静止状态,现在不断地缓慢向沙桶里倒入细沙,力传感器采集的F-t图象如乙图所示,则( )
A.2.5s前小车做变加速运动B.2.5s后小车做匀加速运动C.2.5s前小车所受摩擦力不变D.2.5s后小车所受摩擦力不变
题型:未知 难度:其他题型
答案
D
解析
根据题意可知,开始时,滑块与小车相对静止,即滑块与小车之间的摩擦力为静摩擦力,由F-t图象可知,在2.5s前滑块与小车均处于静止状态,故选项A、B错误;且在2.5s前力传感器的读数不断增大,即滑块与小车之间的静摩擦力也不断增大,故选项C错误,在2.5s时刻摩擦力增大到最大静摩擦力,滑块与小车间开始存在相对运动,两者之间的摩擦力变为滑动摩擦力,根据滑动摩擦定律可知,滑动摩擦力的大小仅与接触面的动摩擦因数和正压力有关,与它们的相对运动速度大小无关,因此2.5s后小车所受摩擦力不变,故选项D正确。
考点
据考高分专家说,试题“将力传感器A固定在光滑水平桌面上,测力端.....”主要考查你对 [静摩擦力 ]考点的理解。
静摩擦力
静摩擦力概念:
当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动的趋势时,受到的阻碍相对运动趋势的力,叫静摩擦力。
静摩擦力产生条件:
①接触面粗糙;
②相互接触的物体间有弹力;
③接触面间有相对运动趋势。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
静摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动趋势方向相反。
静摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动运动趋势。
判断静摩擦力方向的方法:
①假设法:首先假设两物体接触面光滑,这时若两物体不发生相对运动,则说明它们原来没有相对运动趋势,也没有静摩擦力;若两物体发生相对运动,则说明它们原来有相对运动趋势,并且原来相对运动趋势的方向跟假设接触面光滑时相对运动的方向相同。然后根据静摩擦力的方向跟物体相对运动趋势的方向相反确定静摩擦力方向。
②平衡法:根据二力平衡条件可以判断静摩擦力的方向。
静摩擦力的大小:
①与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm,但跟接触面相互挤压力FN无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
②最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等。
判定摩擦力有无及方向的方法:


相对运动趋势:
相对运动趋势是指以发生摩擦作用的物体中施加摩擦力的物体为参考系,受力物体的运动趋势方向。
最大静摩擦力:
两个相互接触的物体,在即将发生相对运动而又未发生相对运动时产生的摩擦力称为最大静摩擦力。最大静摩擦力是静摩擦力的最大值,与接触面间的压力成正比,略大于滑动摩擦力。最大静摩擦力是静摩擦力与滑动摩擦力的一个临界值,是判定接触面间是否出现相对滑动的重要依据。


