题文
如图所示,一根轻绳上端固定在O点、下端拴一个重为G的钢球 A,O点到球心距离为l,开始时球悬垂静止.现对球施加一个方向始终水平向右的力 F,使球缓慢偏移,移动过程的每一时刻,都可认为球处于平衡状态,F 从开始至增大到 2G过程中.
(l)求轻绳张力 T 的大小范围.
(2)画出轻绳张力 T 与1cosθ的关系图象( θ为轻绳与竖直方向的夹角).
(3)求力 F 做多少功?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)当拉力F=0时,轻绳处于竖直方向,张力T1=G;
当水平拉力F=2G时,由平衡条件得轻绳张力 T2=
故轻绳张力范围为:G≤F≤5G;
(2)球在各位置均处于平衡状态,由平衡条件得:
Tcosθ=G,即T=Gcosθ
T与1cosθ的关系如图

(3)F做功使钢球的势能增加,故:WT=Gh=Gl(1-cosθ)=(5-5)Gl5
答:(l)轻绳张力 T 的大小范围为G≤F≤5G;
(2)轻绳张力 T 与1cosθ的关系图象如图所示;
(3)力 F 做了(5-5)Gl5的功.
解析
G2+(2G)2
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一根轻绳上端固定在O点、下端拴.....”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:





