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如图,质量为m=8.0kg的物体放在倾角θ=53°的固定斜面上,计算中取g=10m/s2.若物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.50,对物体施加一水平力F,恰

题文

如图,质量为m=8.0kg的物体放在倾角θ=53°的固定斜面上,计算中取g=10m/s2
(1)若物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.50,对物体施加一水平力F,恰好能使物体沿斜面匀速上升.cos53°=0.6.求F的大小;
(2)若改变斜面的倾角θ,而不改变动摩擦因数μ,当θ取某些值时,无论用多大的水平推力F都无法使物体沿斜面匀速上滑,求满足这种情况的θ的取值范围.


魔方格

题型:未知 难度:其他题型

答案

(1)分析物体的受力情况如图,因物块匀速上升,故物块受力平衡

魔方格

,则有
   Fcosθ-mgsinθ-f=0
   N-mgcosθ-Fsinθ=0
又f=μN
联立解得,F=440N
(2)要使物体不能再向上滑应满足
 Fcosθ≤mgsinθ+μ(mgcosθ+Fsingθ)
得(F-μmg)cosθ≤(mg+μF)sinθ
解得  tanθ≥F-μmgmg+μF=1-μmgFmgF+μ
当F为∞时
tanθ≥1μ=2
故θ≥arctan2
答:(1)F的大小是440N.
(2)当θ≥arctan2时,无论用多大的水平推力F都无法使物体沿斜面匀速上滑.

解析

F-μmgmg+μF

考点

据考高分专家说,试题“如图,质量为m=8.0kg的物体放在倾角.....”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。

静摩擦力和滑动摩擦力:


如图,质量为m=8.0kg的物体放在倾角θ=53°的固定斜面上,计算中取g=10m/s2.若物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.50,对物体施加一水平力F,恰


如图,质量为m=8.0kg的物体放在倾角θ=53°的固定斜面上,计算中取g=10m/s2.若物体与斜面间的动摩擦因数μ=0.50,对物体施加一水平力F,恰

摩擦力大小的计算方法:

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