题文
如图所示,T形金属支架与固定转轴O相连,AB水平,CO与AB垂直,B端由竖直细线悬吊,AC=CO=0.2m,CB=0.3m,支架各部分质量均匀分布.小滑块质量m=0.5kg,静止于A端时细线 恰不受力.现给小滑块初速使其水平向右滑动,滑块与AB间的动摩擦因数μ=0.5.取重力加速度g=10m/s2,求:
(1)支架的重力相对转轴O的力矩;
(2)小滑块滑至C点时细线对B的拉力.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由力矩平衡可知,支架的重力力矩应与物体的力矩大小相等,
重力相对于转轴O的力矩:
MG=mgAC=0.5×10×0.2Nm=1Nm
(2)滑动摩擦力f=μmg=0.5×0.5×10N=2.5N
摩擦力的力矩:
Mf=μmgCO=2.5×0.2Nm=0.5Nm
由力矩平衡得 MG+Mf=MT
解得拉力T=MG+MfCB=1+2.5×0.20.3N=5N;
答:(1)支架的重力相对于转轴O的力矩为1Nm; (2)小滑块滑至C点时细线对B的拉力为5N.
解析
MG+MfCB
考点
据考高分专家说,试题“如图所示,T形金属支架与固定转轴O相连,.....”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: