题文
有一倾角为θ的斜面,把一质量为m的滑块放在斜面上,轻碰滑块后滑块恰能匀速下滑,求:
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ?
(2)若对滑块施加一沿斜面向上的推力F1,使滑块匀速上滑,则推力需多大?
(3)若已知动摩擦因数μ,且μ<tanθ,为了保持滑块静止于斜面上,给滑块施加一水平向右推力F2,则推力的范围是多少?
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)物体受重力、支持力和滑动摩擦力,三力平衡,根据平衡条件,有:
mgsinθ=μmgcosθ
解得:μ=tanθ
(2)物体受重力、支持力、推力和平行斜面向下的滑动摩擦力,根据平衡条件,有:
F=mgsinθ+μmgcosθ=2mgsinθ

(3)物体恰好不下滑时,对物体受力分析,受推力、重力、支持力和平行斜面向上的摩擦力,如图所示
根据平衡条件,有:
x方向:Fcosθ+f-mgsinθ=0
y方向:N-Fsinθ-mgcosθ=0
其中:f=μN
解得:F=mg(sinθ-μcosθ)cosθ+μsinθ
物体恰好不上滑时,对物体受力分析,受推力、重力、支持力和平行斜面向下的摩擦力,如图所示
根据平衡条件,有:

x方向:Fcosθ-f-mgsinθ=0
y方向:N-Fsinθ-mgcosθ=0
其中:f=μN
解得:F=mg(sinθ+μcosθ)cosθ-μsinθ;
故推力范围为:mg(sinθ+μcosθ)cosθ-μsinθ≥F≥mg(sinθ-μcosθ)cosθ+μsinθ;
答:(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ为tanθ;
(2)若对滑块施加一沿斜面向上的推力F1,使滑块匀速上滑,则推大小为2mgsinθ;
(3)推力的范围:mg(sinθ+μcosθ)cosθ-μsinθ≥F≥mg(sinθ-μcosθ)cosθ+μsinθ.
解析
mg(sinθ-μcosθ)cosθ+μsinθ
考点
据考高分专家说,试题“有一倾角为θ的斜面,把一质量为m的滑块放.....”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:





