题文
一个质量m=20kg的钢件,架在两根完全相同的、平行的长直圆柱上,如图所示,钢件的重心与两柱等距,两柱的轴线在同一水平面内,圆柱的半径r=0.025m,钢件与圆柱间的滑动摩擦系数μ=0.20,两圆柱各绕自己的轴线做转向相反的转动,角速度ω=40rad/s,若沿平行于柱轴方向施加力推着钢件做速度为v0=0.05m/s的匀速运动,推力是多大?设钢件左右受光滑槽限制(图中未画出),不发生横向运动.g取10m/s2.
题型:未知 难度:其他题型
答案
每根圆柱所受的压力均等于mg2,所以每根圆柱对钢件的滑动摩擦力f=μmg2=20N.f的方向,应该跟圆柱钢件的接触部分,相对于钢件的速度方向相同.
以钢件为参照物,圆柱与钢件接触的部分,一方面有沿圆柱轴线的速度,大小v1=0.05m/s,另一方面有垂直于圆柱轴线方向的速度,大小为v2=rω=1m/s.
所以圆柱与钢件接触部分的速度与轴线方向的夹角θ满足
cotθ=v1v2=0.05 因为v1<<v2,所以cosθ≈cotθ=0.05
而f与轴线之间的夹角也为θ
根据力的平衡,F=2fcosθ=2×20×0.05=2N.
解析
mg2
考点
据考高分专家说,试题“一个质量m=20kg的钢件,架在两根完全.....”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:





