摩擦力的“突變”模型

1、摩擦力的“突變”模型“靜靜”突變物體在摩擦力和其他力的作用下處于靜止 狀態(tài)，當作用在物體上的其他力的合力發(fā) 生變 化時，如果物體仍然保持靜止狀態(tài)，則物體受 到的靜摩擦力的大小和方向?qū)l(fā)生突 變.【典例1】一木塊放在水平桌面上，在 水平方向共受到三個力即Fj、F2和摩擦力的作 用，木塊處于靜止狀態(tài)，如圖2- 2- 10所 示，其中Fj = 10 N，F(xiàn)2 = 2 N，若撤去Fj,貝U 木塊受到的摩擦力為（）A10 N,方向向左B. 6 N，方向向右C2 N,方向向右D. 0情況是D.先減小后增大解析本題考查共點力的動態(tài)平衡問題.對 物塊進行受力分析可知，由于初始狀態(tài)彈簧被 拉伸，所以物塊受到的摩

2、擦力水平向左，當傾 角逐漸增大時，物塊所受重力在斜面方向的分 力逐漸增大，所以摩擦力先逐漸減小，當彈力 與重力的分力平衡時，摩擦力減為0;當傾角 繼續(xù)增大時，摩擦力向上逐漸增大，故選項D 正確./答案D“靜動”突變物體在摩擦力和其他力作用下處于靜止狀 態(tài)，當其他力變化時，如果物體不能保持靜止 狀態(tài)，則物體受到的靜摩擦力將“突變”成滑解析當物體受只、F2及摩擦力的作用而 處于平衡狀態(tài)時，由平衡條件可知物體所受的 摩擦力的大小為8N，可知最大靜摩擦力 Ff8 N .當撤去力F1后，F(xiàn)2=2NvFg 物體仍處于靜止狀態(tài)，由平衡條件可知物體 所 受的靜摩擦力大小和方向發(fā)生突變，且與作用 在物體上的F2

3、等大反向.C正確.答案C即學即練1如圖2-2- 11所示，輕彈簧 的一端與物塊P相連，另一端固定在木板上. 先將木板水平放置，并使彈簧處于拉伸狀態(tài). 緩慢抬起木板的右端，使傾角逐漸增大，直至 物塊P剛要沿木板向下滑動，在這個過程中， 物塊P所受靜摩擦力的大小變化動摩擦力.【典例2】如圖2-2- 12所示，在平板 與水平面間的夾角9逐漸變大的過程中，分析 木塊m受到的摩擦力的情況.解析當9角較小時，木塊靜止不動，木塊受到靜摩擦力F靜的作用，靜摩擦 力F靜與物體的重力G在沿斜面上的分力 Gsin 9是一對平衡力，故F靜二Gsin 9, 9變大，則F靜二Gsin 9變大.當角達到一個確定的值9時，木

4、塊恰好勻速運動，這時木塊受到滑動摩擦力 F滑的作用.A.先保持不變B 一直增大C先增大后減小利用公式得F滑二AGOS9兩式聯(lián)立得 尸tan 9利用受力平衡得 F 滑=Gsin 9當B9 o后，物體受到的摩擦力為滑動摩 擦力，則F滑二口 Gcos 9故當9繼續(xù)變大時，物體受到的滑動摩擦 力減小了.當9= 90時，物體受到的滑動摩擦力 等于0.答案見解析即學即練2在探究靜摩擦力變化的規(guī)律及 滑動摩擦力變化的規(guī)律的實驗中，特設計了如 圖2-2- 13甲所示的演示裝置，力傳 感器A 與計算機連接，可獲得力隨時間變化的規(guī)律， 將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測力端通 過細繩與一滑塊相連（調(diào)節(jié)傳感器高度可

5、使細 繩水平），滑塊放在較長的小車上，小車一端 連接一根輕繩并跨過光滑的輕定滑輪系一只空 沙桶（調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細繩水平）， 整個裝置處于靜止狀態(tài).實驗開始時打開傳感 器同時緩慢向沙桶里倒入沙 子，小車一旦運動 到最大值，即最大靜摩擦力為3.5 N，同時小 車啟動，說明帶有沙的沙桶重力等于3.5 N,此 時摩擦力立即變?yōu)榛瑒幽Σ亮?，最大靜摩擦力 略大于滑動摩擦力，故摩擦力突變?yōu)? N的滑 動摩擦力，B C正確；此后由于沙 和沙桶重力 3.5 N大于滑動摩擦力3 N，故50 s后小車將 加速運動，D錯.答案ABC“動靜”突變在摩擦力和其他力作用下，做減速運動的 物體突然停止滑行時，物體將不受

6、摩擦力作 用，或滑動摩擦力“突變”成靜摩擦力.【典例3】如圖2-2- 14所示，質(zhì)量為 1 kg的物體與地面間的動摩擦因數(shù)P= 0.2， 從t = 0開始以初速度V0沿水平地面向右滑 行，同時受到一個水平向左的恒力F= 1N的作用，取g= 10 m/S2,向右為正方向，該起來，立即停止倒沙子，若力傳感器采集的圖 象如圖乙，則結合該圖象，下列說法正確的是物體受到的摩擦力Ff隨時間變化的圖象是（最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）卜 T- + T-F-I-T1 卜 T- +力也等于2 N，A對；t = 50 s時刻摩擦力達可求出空沙桶的重力可求出滑塊與小車之間的滑動摩擦力 的大小可求出滑塊與小車之間的最大

7、靜摩擦 力的大小可判斷第50秒后小車做勻速直線運 動（滑塊仍在車上）解析t =0時刻，傳感器顯示拉力為2N,則滑塊受到的摩擦力為靜摩擦力，大小為 2此由車與空沙桶受力平衡可知空沙桶的重受向左的滑動摩擦力&二炒mg=2N 物體減速運 動，.速度為0 后靜止.二力乎It受向右的靜摩擦力每二FT N即學即練3如圖2-2- 15所示，把一重為G的物體，用一水平方向的推力F= kt (k為恒量，t為時間)壓在翌直 的足夠高的平整墻上，從t二0開始物體所受的摩擦力Ff 隨t的變化關系是下圖中的()解析物體在翌直方向上只受重力G和 摩擦 力Ff的作用.由于Ff從零開始均勻增大，開始 一段時間FvG,物體加速下滑；當Ff二G時，物 體的速度達到最大值；之后FfG,物體向下做 減速運動，直至減速為零.在整個運動過程中，摩擦力為滑動摩