题文
如图所示,一重为10N的小球,在F=20N的竖直向上的拉力作用下,从A点由静止出发向上运动,F作用1.2s后撤去,已知杆与球间的动摩擦因数为
36,试求从撤去力F开始计时,小球经多长时间将经过距A点为2.25m的B点.(g=10m/s2)题型:未知 难度:其他题型
答案
在力F作用时有:
(F-mg)sin30°-m(F-mg)cos30°=ma1
a1=2.5 m/s2
刚撤去F时,小球的速度v1=a1t1=3m/s
小球的位移s1 =v12t1=1.8m
撤去力F后,小球上滑时有:
mgsin30°+μmgcos30°=ma2
a2=7.5 m/s2
因此小球上滑时间t2=v1a2=0.4s 上滑位移s2=v12t2=0.6m
则小球上滑的最大距离为sm=s1+s2=2.4m
撤除F到B点位移△s=sB-s1
设时间为t
△S=vt-12a2t2
解得t=0.2s或t=0.6s(舍去)因为小球上升到最高点返回时的加速度不再等于a2.
小球匀减速直线运动到零的位移x=v22a2=0.6m 减速到零的时间t″=va2=37.5s=0.4s
返回到B点的位移x′=0.6-0.45m=0.15m
根据牛顿第二定律得,mgsin30°-μmgcos30°=ma3
解得a3=2.5m/s2
根据x′=12a3t′2,解得t′=
则t=t′+t″=0.4+35s=0.75s
答:若从撤去力F开始计时,小球经0.2s或0.75s经过距A点上方为2.25m的B点.
解析
v12
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,一重为10N的小球,在F=20.....”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:





