题文
如图所示,相距为d的两根直木棍AB和CD相互平行,斜靠在竖直墙壁上固定不动,两木棍与水平面的倾角均为θ,将一根横截面外径为2
3d3的水泥圆筒放在两木棍之间,圆筒恰能匀速向下滑动,已知圆筒质量为m求:(1)水泥圆筒与木棍间的动摩擦因数为μ
(2)能使圆筒匀速上滑的位于圆筒轴线所在竖直平面内的拉力的最小值.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)根据共点力平衡有:mgsinθ=2f
所以f=12mgsinθ.
两个支持力的合力等于mgcosθ,根据几何关系知,两个支持力的夹角为120°.
根据平行四边形定则,支持力N1=N2=N=mgcosθ
则μ=fN1=12mgsinθmgcosθ=12tanθ.
答:水泥圆筒与木棍间的动摩擦因数为μ为12tanθ.
(2)因为f=μFN,即使正压力变化,滑动摩擦力和支持力的合力方向是一定的,设支持力和合力的方向的夹角为α,如图

有tanα=mgsinθmgcosθ=tanθ,所以α=β.
根据三角形定则,当拉力的方向与与支持力和摩擦力合力方向垂直时,拉力最小,根据几何关系得,
Fmin=mgsin2θ.
答:能使圆筒匀速上滑的位于圆筒轴线所在竖直平面内的拉力的最小值为mgsin2θ.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“如图所示,相距为d的两根直木棍AB和CD.....”主要考查你对 [滑动摩擦力、动摩擦因数 ]考点的理解。
滑动摩擦力、动摩擦因数
滑动摩擦力的概念:
当一个物体在另一个物体的表面上相对运动时,受到的阻碍相对运动的力,叫滑动摩擦力。
滑动摩擦力产生条件:
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。
说明:三个条件缺一不可,特别要注意“相对”的理解。
滑动摩擦力的方向:
总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。 “与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定;
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位,而且永远小于1;
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
滑动摩擦力的作用效果:
总是阻碍物体间的相对运动,但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
摩擦力大小的计算方法:





