题文
如图所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,其质量为2m,长为L,车右端(A点)有一块静止的质量为m的小金属块.金属块与车间有摩擦,以中点C为界,AC段与CB段摩擦因数不同.现给车施加一个向右的水平恒力,使车向右运动,同时金属块在车上开始滑动,当金属块滑到中点C时,撤去这个力.已知撤去力的瞬间,金属块的速度为v0,车的速度为2v0,最后金属块恰好停在车的左端(B点).如果金属块与车的AC段间的动摩擦因数为μ1,与CB段间的动摩擦因数为μ2,求μ1与μ2的比值.
题型:未知 难度:其他题型
答案
金属块由A→C过程中做匀加速运动,加速度为:
a1=fm=μ1mgm=μ1g
设金属块由A到达C历时为t1,速度v0=a1t1…①
小车加速度a2=2a1=2μ1g.
车此刻的速度:2v0=a2t1…②
金属块与小车位移之差:s=12a2t12-12a1t12=12(2μ1g-μ1g)(v0μ1g)2,
而s=L2,
所以:μ1=v02gL…③
从小金属块滑至车中点C开始到小金属块停在车的左端,它与车有共同速度,设为v,此过程中,系统水平方向动量守恒,有
2m×2v0+mv0=(2m+m)v,
得v=53v0.
此过程中系统动能损失为μ2mgL2=12mv02+12×2m×(2v0)2-12×3m×(53v0)2,
解得:μ2=2v023gL…④
③④ 得:μ1μ2=32.
答:μ1与μ2的比值为3:2.
解析
fm
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,光滑水平地面上停着一辆平板车,.....”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:





