题文
线轮的两部分半径不同(其侧视图如图a所示),大轮半径R=10cm,小轮半径r=5cm.线轮可绕固定支架上的光滑水平轴OO′转动,小轮通过细绳与放在水平桌面上的物体A相连,大轮通过细线与物体B相连,如图b所示.A、B质量分别为mA=4kg、mB=0.75kg,A与桌面间的动摩擦因数μ=0.5,B的下表面距地面高h=1m.不计细绳和线轮的质量,整个系统处于静止状态.(g=10m/s2)求:
(1)物体A所受到的静摩擦力大小.
(2)将物体B换成一个大小相同,质量为原来两倍的物体B′后,整个系统由静止开始运动,当物体B′落到地面的瞬间,物体A的速度大小.
(3)在(2)描述的情况下,B′从开始运动至落地的时间.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)设水平细绳张力大小为TA,竖直细绳张力大小为TB.以OO’转轴,线轮处于力矩平衡状态,有
TAr=TBR
又TB=mBg
解得TA=RrmBg=0.100.05×0.75×10N=15N
由于物体A静止,它所受到的静摩擦力大小为fA=TA=15N
(2)对整个系统,由动能定理mB′gh-μmAgsA=12mB′vB2+12mAvA2
由于rR=12,所以有sA=12h,
vB=2vA
可解得vA=
(3)由于B所受的重力不变,A所受的摩擦力不变,所以A、B均做匀加速直线运动.
由(2)可得B′落地时的速度为vB=2vA=2m/s
故B′运动的平均速度为.vB=vB2=1m/s
t=h.vB=11s=1s
答:(1)物体A所受到的静摩擦力大小为15N.
(2)物体A的速度大小为1m/s.
(3)物体B′从开始运动至落地的时间为1s.
解析
Rr
考点
据考高分专家说,试题“线轮的两部分半径不同(其侧视图如图a所示.....”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:





