疊放物塊間的摩擦力分析.doc

1、.疊放物塊間的靜摩擦力分析長沙市天心區(qū)第一中學曹昌平疊放物塊間是否有靜摩擦力及靜摩擦力的方向?qū)W生來說有一定的難度，我們先假設接觸面是不光滑的，兩物體間有彈力。根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件， 本文從多個角度去討論，從而確定靜摩擦力的有無及方向。下面就這個問題分二種類型進行分析。1、兩物塊保持相對靜止，不受拉力一起運動兩物體一起運動，如圖，可能是向右勻速運動，也可能是向右做減速運動。（ 1）如向右勻速運動，假設A、 B 之間光滑，由于慣性， A 可v以繼續(xù)做勻速直線運動。所以 A 與 B 之間沒有相對運動， 說明也沒有相對運動趨勢。可知，A 不會受 B 給 A 的摩擦力，同理，把 A、 B 看成一個整體

2、，地面也必不給B 摩擦力， B 與地接觸處必光滑。（ 2）如兩物體向右做減速運動，假設A、 B 之間是光滑的，則A 將相對于 B 向前滑動，說明A 有相對于B 向右運動的趨勢，可知A 必受到向左的靜摩擦力。例練 1：如圖所示 ,一輛汽車在平直公路上向右運動 ,車上有一木箱 ,試判斷下列情況中 ,木箱所受摩擦力的方向：(1)汽車剎車時 (二者無相對滑動 );(2)汽車勻速運動時 (二者無相對滑動 );解析：把木箱與汽車看成疊放的A、B 物體。 類比上面的分析可知 (1)車剎車時 ,木箱受到向左的靜摩擦力。 (2) 木箱隨汽車一起勻速運動時 ,木箱不受摩擦力。2、兩物塊保持相對靜止，其中有一物體受

3、拉力作用當兩個物體疊放，其中一個物體受到拉力作用時，有如下兩種形式（a）、（ b）。試從以下幾種情況討論：（1） A、 B 物體一起向右勻速運動（2） A、 B 物體勻保持靜止（3） A、 B 物體一起向右做加速運動ab（4） A、 B 物體一起向右做減速運動（5） A、 B 物體一起向左做減速運動分析： A、 B 兩物體相對靜止， A、 B 間如有摩擦力則為靜摩擦力，A 物體受到摩擦力有無及方向分析對比如下表。原理、方法勻a二力平衡速b二力平衡靜a二力平衡止b二力平衡向右a牛頓運動定律加分析有無方向小結(jié)摩擦假設 A 物體受摩擦力，則A勻速和靜止物體不能保持平衡狀態(tài)。無都是平衡狀A 物體要保持

4、平衡狀態(tài)，則有向左態(tài)，可以通過必須受向左的靜摩擦力。二力平衡來假設 A 物體受摩擦力，則A確定物體是物體不能保持平衡狀態(tài)。無否受靜摩擦A 物體要保持平衡狀態(tài)，則有向左力。必須受向左的靜摩擦力。A 物體要做加速運動，要有物體做變速向右的合外力，所以定會受有向右運動， 可以通到向右的摩擦力。過牛頓運動1 / 3.速b 牛頓運動定律a牛頓運動定律向右減速b牛頓運動定律a 牛頓運動定律向左減b牛頓運動定律速B 物體要做加速運動， B 必定受到 A 給 B 向右的摩擦力，所以 A 受到向左的摩擦力，且 f 摩與 F 不相等。A 物體有向左的加速度，則必受向左的靜摩擦力。A 物體要產(chǎn)生向左的加速度，合外力

5、必向左，即摩擦力向左，且 f 與 F 的合力向左。A 物體有向右的加速度，則必受向右的靜摩擦力。（ 1）B 與地面光滑，由于 B 向左減速， 則 B 肯定受 A 給B 向右的摩擦力，可知， A 受向左的靜摩擦力。（ 2）B 與地面之間不光滑，B 相對于地向左運動，受向右的滑動摩擦力 f ，產(chǎn)生向右的加速度。有向左有向左有向左有向右有向左無有向右有向左定律結(jié)合受力情況進行分析， 對于相對運動趨勢則淡化考慮。例練 2：三個相同物體疊放在一起，置于粗糙的水平面上，物體間接觸面不光滑，如圖所示，現(xiàn)用一水平力 F 作用于 B 上，三物體仍靜止，下列說法正確的是（）A B 對 A 有摩擦力作用B B 受到

6、 A、 C 摩擦力的作用C B 只受到 C 的摩擦力作用D地面對 C 有摩擦力作用，大小等于F解析：把 B、 C 看成一個整體，這是a 類形式，可知 A 不受摩擦力，把A、B 看成一個整體，這是 b 類形式， 則 B、C 間有摩擦力， 把三個物體看成一個整體，則 C 受地面的摩擦力，方向向左，據(jù)二力平衡，地面對C 的摩擦力與 F 大小相等。故答案CD正確。例練 3 ：2014 江蘇卷 如圖所示， A、 B 兩物塊的質(zhì)量分別為2m 和 m，靜止疊放在水平地面上 A、B 間的動摩擦因數(shù)為 ，B 與地面間的動摩擦因數(shù)為12 .最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度為g.現(xiàn)對 A 施加一水平拉力F，則

7、 ()A當 F 2 mg時， A、 B 都相對地面靜止51B當 F2 mg 時， A 的加速度為 3 gC當 F3 mg時， A 相對 B 滑動1D無論 F 為何值， B 的加速度不會超過2 g解析：設B對A的摩擦力為 f1 ，A 對 B 的摩擦力為 f2，地面對 B 的摩擦力為 f 3，由牛頓第三定律可知 f與 f大小相等，方向相反， f和 f的最大值均為2mg， f的最大值為 31212322 / 3.3mg.故當 0F mg 時， A、 B 均保持靜止；繼續(xù)增大 F，在一定范圍內(nèi) A、B 將相對靜止以 2共同的加速度開始運動， 設當 A、B 恰好發(fā)生相對滑動時的拉力為F，加速度為 a，則對 A，33有 F 2mg 2ma ，對 A、B 整體，有 F 2mg 3ma，解得 F 3 mg，故當 2 mg3 mg 時， A 相對于 B滑動由以上分析可知A 錯誤， C 正確當 F 52 mg 時， A、 B 以共同的加速度開始運動，將 A、B 看作整體，由牛頓第二定律有F 3 g，B 正確對 B 來說，2 mg 3ma ，解得 a 3其所受合力的最大值Fm 2mg3 mg1 mg ，即 B 的加速度不會超過 1 g，D 正確222從上面的分析可知， 在研究靜摩擦