用“兩點(diǎn)法”判定摩擦力方向

1、.用“兩點(diǎn)法”判定摩擦力方向 摩擦力,特別是摩擦力的方向判定與大小計(jì)算,歷來是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn),也是高考考查的熱點(diǎn)幾乎在每年的高考試題中,或者單獨(dú)考查,或者滲透在其他題目中,都要涉及摩擦力的問題,要想能在這些題目中能如魚得水,運(yùn)用自如就必須加深對(duì)摩擦力的理解,特別是熟練掌握摩擦力方向的判定方法通過這幾年的高三教學(xué),本人總結(jié)出了判定摩擦力方向的一種方法“兩點(diǎn)法”一書本中對(duì)于摩擦力方向判定的定義摩擦力的方向:與接解面相切,和物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反可見對(duì)摩擦力的方向的判定,首要的還是對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向的判定,學(xué)生在分析摩擦力的問題時(shí),對(duì)摩擦力產(chǎn)生條件中和摩擦力方向中的“相對(duì)

2、”二字的含義理解不夠深刻,從而經(jīng)常出現(xiàn)摩擦力的方向總是和物體的運(yùn)動(dòng)方向相反這樣的誤區(qū),為了避免出現(xiàn)這樣的錯(cuò)誤,掌握相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向的判定方法很關(guān)鍵二“兩點(diǎn)法”介紹 步驟:第一步:選取研究對(duì)象,即受摩擦力作用的物體 第二步:在分析產(chǎn)生摩擦力的那個(gè)接觸面上的兩個(gè)相互接觸的物體上分別取兩點(diǎn),且這兩點(diǎn)相當(dāng)于同一點(diǎn),但在不同物體上第三步:假定在相互接觸的兩物體間添加潤滑油,從而使兩物體間的摩擦力不存在,看此后在極短時(shí)間內(nèi)兩物體將會(huì)發(fā)生怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)第四步:取和研究對(duì)象接觸的物體為參照物,找出該物體相對(duì)于參照物的運(yùn)動(dòng)方向 第五步:根據(jù)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反來確定摩擦力的方向此方法對(duì)判定滑動(dòng)摩擦力和

3、靜摩擦力的方向都能夠很好的適用三應(yīng)用舉例例1如右圖物體B疊放在物體A上,水平地面光滑,現(xiàn)分別給AB一個(gè)瞬時(shí)速度,且,問此時(shí)B物體受到的摩擦力方向分析:第一步:選取研究對(duì)象,由于題目問此時(shí)B物體受到的摩擦力方向,可知研究對(duì)象為B物體第二步:如右圖所示在接觸面的兩側(cè)物體AB上分別取P點(diǎn)Q點(diǎn).第三步:假設(shè)在相互接觸的兩物體AB間添加潤滑油,此時(shí)沒有摩擦力,去判斷他們?cè)谂c接觸面相切方向上的合外力,發(fā)現(xiàn)此時(shí)A和B在接觸面相切方向上的合外力為零,說明此方向上無加速度,即A與B都做勻速直線運(yùn)動(dòng)由于,則在極短時(shí)間內(nèi),即第四步:取A物體為參照物,從上看,Q點(diǎn)相對(duì)于P點(diǎn)向右,即物體B相對(duì)于A向右運(yùn)動(dòng)第五步:根據(jù)和

4、相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反可判定物體B所受摩擦力方向向左例2如圖所示是皮帶傳動(dòng)裝置示意圖,A為主動(dòng)輪,B為從動(dòng)輪試判斷A輪上P點(diǎn)和B輪上Q點(diǎn)所受摩擦力的方向分析:第一步:選取研究對(duì)象,先分析A輪上P點(diǎn)第二步:在與P點(diǎn)相對(duì)的皮帶上取另一點(diǎn)M點(diǎn) 第三步:假定皮帶打滑,此時(shí)A輪與皮帶間沒有摩擦力,由于A輪是主動(dòng)輪,所以A輪是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的,而皮帶要?jiǎng)悠饋肀仨氂辛ψ饔迷谄淝邢蚍较蛏?因此剛開始時(shí)它是靜止的在極短的一段時(shí)間內(nèi),則P點(diǎn)發(fā)生了一定的位移運(yùn)動(dòng)到了處,而皮帶上的M點(diǎn)還在原處如右圖所示第四步:從第三步的最后結(jié)果可以看出P點(diǎn)相對(duì)于M點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方向向左第五步:根據(jù)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反可判定物體P所受摩擦力向右.對(duì)于Q

5、點(diǎn)同理可得,只是此時(shí)對(duì)于從動(dòng)輪B,我們認(rèn)為是皮帶帶動(dòng)從動(dòng)輪的,所以在打滑時(shí),我們應(yīng)當(dāng)認(rèn)為剛開始時(shí)是皮帶在動(dòng)而從動(dòng)輪沒有在動(dòng),從而判斷出Q點(diǎn)相對(duì)皮帶上N點(diǎn)向右,所以Q點(diǎn)受到的摩擦力方向向左例3如圖所示,傳輸帶與水平面間的傾角為,傳輸帶以10m/s的速率運(yùn)行,在傳輸帶上端A處無初速地放上質(zhì)量為0.5kg的物體,它與傳輸帶間的動(dòng)摩擦因素為0.5,若傳輸帶A到B的長度為16m,則物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間為多少?分析:首先判定和tan的大小關(guān)系,=0.5,tan=0.75,所以物體一定沿傳輸帶對(duì)地下滑,不可能對(duì)地上滑或?qū)Φ仂o止其次傳輸帶運(yùn)行速度方向未知,而傳輸帶運(yùn)行速度方向影響物體所受摩擦力方向,所以應(yīng)分

6、別討論當(dāng)傳輸帶的上表面以10m/s的速度向下運(yùn)行時(shí),剛放上的物體的瞬時(shí)速度為零,此時(shí)想知物體所受的摩擦力,則可分別在物體與傳輸帶上取PQ點(diǎn),假設(shè)傳輸帶打滑,即無摩擦力,則對(duì)物體進(jìn)行受力分析可知物體相對(duì)于地面有向下的加速度,而傳輸帶則向下做10m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng),在很短的一段時(shí)間內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)距離小于傳輸帶向下的運(yùn)動(dòng)距離,可知物體相對(duì)于傳輸帶有向上的相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以物體所受滑動(dòng)摩擦力方向沿斜坡向下,該階段物體對(duì)地加速度 方向沿斜坡向下物體趕上傳輸帶對(duì)地速度需時(shí)間為 在時(shí)間內(nèi)物體沿斜坡對(duì)地位移當(dāng)物體的速度達(dá)到傳輸帶的速度10m/s時(shí),他們之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),此時(shí)無摩擦力,接下去的時(shí)刻,同樣分別在物體和傳輸帶上取兩點(diǎn)PQ點(diǎn),假設(shè)打滑,此時(shí),物體有向下的加速度,而傳輸帶做勻速運(yùn)動(dòng),所以物體運(yùn)動(dòng)的距離比傳輸帶運(yùn)動(dòng)的要大,可知物體相對(duì)傳輸帶有向下的相對(duì)運(yùn)動(dòng),所以物體所受滑動(dòng)摩擦力方向沿斜坡向上,則物體以加速度運(yùn)行剩下的11m位移所需時(shí)間則即所需總時(shí)間當(dāng)傳輸帶上表面以10m/s的速度向上運(yùn)行時(shí),物體相對(duì)于傳輸帶一直具有沿斜面向下的相對(duì)速度,物體所受滑動(dòng)摩擦力方向沿斜坡向上且不變,設(shè)加速度為則物體從傳