高中物理斜面摩擦力

高中物理斜面摩擦力第1页，共41页，2023年，2月20日，星期四极值问题例1、如图示，用绳AC和BC吊起一个物体，它们与竖直方向的夹角分别为60°和30°，若AC绳和BC绳能承受的最大拉力分别为100N和150N，则欲使两条绳都不断，物体的重力不应超过多少？30°60°GACBT60°方法1T1=Tsin30°T2=Tcos30°当AC绳刚断时，T1=100N，则G=T=200N当BC绳刚断时，T2=150N，则G=T=173N所以，欲使两条绳都不断，物体的重力不应超过173N.方法2T1T230°第2页，共41页，2023年，2月20日，星期四2as=16a=16环受力mg+f=16*0.05=0.8N。f=0.3N压力F=0.2*10-0.3=1.7N例1如图所示，底座A上装有长0.5m的直立杆，其总质量为0.2Kg,杆上套有质量0.05Kg的小环B,它与杆有摩擦，当环从底座以4m/s速度飞起时，刚好能达到杆顶，求（1)在环升起过程中，底座对水平面的压力多大?(2)小环从杆顶落回底座需多长时间？A第3页，共41页，2023年，2月20日，星期四例2消防队员在某高楼进行训练,他要从距地面高h=34.5m处的一扇窗户外沿一条竖直悬挂的绳子滑下，在下滑的过程中，他先匀加速下滑，此时手脚对悬绳的压力FN1=640N,紧接着再匀减速下滑，此时手脚对悬绳的压力为FN2=2080N，滑至地面时速度为安全速度v=3m/s,手脚和悬绳的动摩擦因数为,求他沿绳滑至地面所用的总时间t(g=10m/s2)第4页，共41页，2023年，2月20日，星期四第5页，共41页，2023年，2月20日，星期四例3一列总质量为M的列车，沿平直轨道匀速前进，其末节车厢质量为m,中途脱钩,当司机发现时，机车已行驶到距离脱钩处L的地方，于是司机立即关闭油门刹车，求列车的两部分都静止时，机车比末节车厢多行驶的距离（设阻力与车重成正比，机车牵引力恒定）。第6页，共41页，2023年，2月20日，星期四第7页，共41页，2023年，2月20日，星期四

第六题第七题用牛顿运动定律解决问题一从受力确定运动情况二从运动情况确定受力三超重与失重超重.swf例一位同学站在体重计上，在他下蹲的过程中，体重计的读数如何变化？第8页，共41页，2023年，2月20日，星期四

第六题第七题用牛顿运动定律解决问题一从受力确定运动情况二从运动情况确定受力三超重与失重超重.swf例一位同学站在体重计上，在他下蹲的过程中，体重计的读数如何变化？第9页，共41页，2023年，2月20日，星期四项目内容超重失重1本质特征物体具有竖直向上的加速度a物体具有竖直向下的加速度a2现象表现对悬挂物的拉力或对支持物的压力大于重力即T（N）=mg+ma>mg对悬挂物的拉力或对支持物的压力小于重力即T(N)=mg-ma<mg3运动可能竖直向上加速(或向下减速)运动竖直向下加速(或向上减速)运动4说明①失重情况下，物体具有竖直向下的加速度a=g时T(N)=0的现象，称为“完全失重”。②在超重和失重现象时，物体的重力依然存在，而且不变。③在完全失重状态下，平常由重力产生的一切物理现象都会消失。比如物体对桌面无压力、单摆停止摆动、浸在水里的物体不受浮力等。第10页，共41页，2023年，2月20日，星期四【例题2]台秤上装有盛水的杯，杯底用细绳系一木质小球，若细线突然断裂，则在小球浮到水面的过程中，台秤的示数如何变化？【例题1]如图示，A为电磁铁挂在支架C上，放到台秤的托盘中，在它的正下方有一铁块B，铁块静止时，台秤的示数为G，当电磁铁通电，铁块被吸引上升的过程中，台秤的示数将如何变化？ABC1变大2示数减小第11页，共41页，2023年，2月20日，星期四mM例4如图所示，质量为m的物体放在倾角为a，质量为M的粗糙斜面上，斜面体置于粗糙的水平地面上，斜面与地面间的动摩擦因为，当物体m沿斜面匀速下滑，而斜面体保持静止不动，水平地面对斜面体的支持力和和摩擦力分别为多少？物体沿斜面以大小为的a加速度加速下滑，而斜面依然保持静止，则水平面对斜面的支持力和摩擦力分别为多少？第12页，共41页，2023年，2月20日，星期四连接体（质点组）在应用牛顿第二定律解题时，有时为了方便，可以取一组物体（一组质点）为研究对象。这一组物体可以有相同的速度和加速度，也可以有不同的速度和加速度。以质点组为研究对象的好处是可以不考虑组内各物体间的相互作用，这往往给解题带来很大方便。使解题过程简单明了。

系统所受的合外力等于系统内各物体的质量和加速度乘积的矢量和。即：ΣF=m1a1

+m2a2+m3a3+……其分量表达式为

ΣFx=m1a1x+m2a2x+m3a3x+……ΣFy=m1a1y+m2a2y+m3a3y+……第13页，共41页，2023年，2月20日，星期四【例题3]某人在a=2m/s2匀加速下降的升降机中最多能举起m1=75Kg的物体，则此人在地面上最多可举起多大质量的物体？若此人在一匀加速上升的升降机中最多能举起的m2=50Kg物体，则此升降机上升的加速度为多大？设此人在地面上的最大举力是F，那么他在以不同加速度运动的升降机中最大的举力仍为F，以物体为研究对象，物体的加速度与升降机相同第14页，共41页，2023年，2月20日，星期四

【例题4]

、如图示一个箱子放在水平地面上，箱内有一固定的竖直杆，杆上套着一个环，箱和杆的质量为M，环的质量为m，已知环沿着杆加速下滑，加速度的大小为a<g，此时箱对地面的压力等于（）A.（M+m）gB.（M-m）gC.（M+m）g-maD.（M+m）g+ma

mM解：对系统分析受力如图示，N（M+m）g由系统的动力学方程（向下为正方向）（M+m）g–N=ma+0N=（M+m）g–maC第15页，共41页，2023年，2月20日，星期四【例]

如图,一个箱子放在水平地面上,箱内有一固定的竖直杆，在杆上套着一个环，箱和杆的质量为M，环的质量为m。已知环沿着杆加速下滑，环与杆的摩擦力大小为f，则此箱对地面的压力为？A、等于MgB、等于(M+m)gC、等于Mg+fD、等于(M+m)g-f第16页，共41页，2023年，2月20日，星期四mM

例5如图示，质量为M的框架放在水平地面上，一轻弹簧上端固定在框架上，下端固定一个质量为m的小球，小球上下振动时，框架始终没有跳起，当框架对地面的压力为0瞬间，小球的加速度大小为A.gB（M-m）g/mC.0D（M+m）g/mD解：对系统分析受力如图示，由系统的动力学方程（向下为正方向）（M+m）g–N=ma+0

N=0时a=（M+m）g/mN（M+m）gmM第17页，共41页，2023年，2月20日，星期四第18页，共41页，2023年，2月20日，星期四【例题6]如图所示的装置中，重4N的物块被平行于斜面的细线拴在斜面上端的小车上，整个装置保持静止，斜面的倾角为30°，被固定在测力计上。如果物块与斜面间无摩擦，装置稳定以后，当细线被烧断物块正下滑时，与稳定时比较，测力计的读数 ()A.增加4NB.增加3NC.减少1ND.不变解：系统静止时，对整体：N1=（M+m）gN（M+m）g由系统的动力学方程（向下为正方向）（M+m）g-N2=masin30°∴ΔN=N2-N1=-masin30°=-mg

sin230°=-1NC第19页，共41页，2023年，2月20日，星期四例7浸没在水中的小球固定在弹簧的一端，弹簧的另一端固定在容器的底部，当容器由静止自由下落后，弹簧长度的变化情况是A若则弹簧长度不变，B若则弹簧长度伸长C若则弹簧长度伸缩短D无论大小如何，弹簧长度不变答案ABC第20页，共41页，2023年，2月20日，星期四【例题]盛水的杯子,放在台秤上,杯子正上方有一细线悬挂一小(A图)小球浸没在水中,剪断细线后,小球在向下运动的过程中,台秤的示数如何变化？在B图中,剪断细线后，小球在向下运动的过程中,台秤的示数如何变化？A图B图第21页，共41页，2023年，2月20日，星期四V传送带问题V1V2A例1如图，一平直的传送带以v=2m/s的速度做匀速运动，传送带把A处的工件运送到B处,A、B相距L=10m,从A处把工件无初速地放到传送带上,经过时间t=6s,能传送到B处,求传送带的运运动情况？若要使运行时间最短，传送带的运行速度至少多大？第22页，共41页，2023年，2月20日，星期四V例2如图，传送带的水平部分长为L，传送带的速度为v，在其左方无初速释放一小木块。若木块与传送带的动摩擦因数为u，则木块从左端到右端的时间可能是答案ACD第23页，共41页，2023年，2月20日，星期四传送带问题

[例题]传送带足够长，求物体从A端滑上传送带到离开A端的时间？V1>v2时，向左减速为零；向右加速为v2V1<v2时,向左减速为零；向右加速为v1V1V2Av2v2Vtv2v1Vt第24页，共41页，2023年，2月20日，星期四例3．如图所示，水平传送带足够长，以恒定速度v1沿顺时针方向运动，传送带右端一物体以恒定速率v2沿直线向左滑上传送带，经过一段时间又返回光滑水平面，此时速率为V2`,画出速度时间图象V1V2v2v1v2v2第25页，共41页，2023年，2月20日，星期四

例4如图,水平传送带A、B两端相距s=3.5m,工件与传送带间的动摩擦因数为0.1。工件滑上A端瞬时速度vA=4m/s,到达B端的瞬时速度设为vB（1）若传送带不动vB多大？（2）若传送带以速度V(匀速）逆时针转动，vB多大（3)若传送带以速度V(匀速）顺时针转动,vB多大VVA=4m/sS=3.5mVBVVA=4m/sS=3.5mVBAB第26页，共41页，2023年，2月20日，星期四例5．如图所示，水平传送带水平段长L=6m，两皮带轮半径均为r=O.1m，距地面高H=5m．与传送带等高的光滑水平台上有一小物块以v0=5m／s的初速度滑上传送带．设物块与传送带之间的动摩擦因数=O.2，皮带轮匀速运动时皮带的速度为v,物体平抛运动的水平位移为s，以不同的v值重复上述过程，得到一组对应的v、s值．对于皮带轮的转动方向，皮带上部向右时用v>O，向左时用v<O表示，在图乙给定的坐标上正确画出s-v关系图线，并写出必要的分析过程．第27页，共41页，2023年，2月20日，星期四㎝第28页，共41页，2023年，2月20日，星期四例6如图水平传送带A、B两端相距为L=16m,传送带与水平方向的夹角为=370，传送带以10m/s速率①顺时针②逆时针转动。在传送带上端A无初速度地放一个质量为0.5Kg的物体，它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A运动到B所需时间是多少？V370BAV370BA第29页，共41页，2023年，2月20日，星期四BAV370例4如图，传送带与地面倾角a=370,从A到B长度为16m,传送带以v=10m/s的速率逆时针转动，在传送带上端A无初速地放一个质量为m=0.5Kg的物体它与传送带的动摩擦因数为u=0.5，求物体从A运动到B所用时间是多少？第30页，共41页，2023年，2月20日，星期四例6如图，浅色长传送带水平部分ab=2m,斜面部分bc=4m,与水平方向的夹角为a=370,一煤块（可视为质点)A与传送带间的动摩擦因数为0.25,传送带沿图示的方向运动，速率v=2m/s,若把煤块A轻放在a处，它将被传送到c点,且煤块A不会脱离传送带，煤块A从a点被传送到c点时，煤块在传送带上留下一段黑色痕迹,求此痕迹长度abcA第31页，共41页，2023年，2月20日，星期四ABCD第32页，共41页，2023年，2月20日，星期四【练习]如图，小型工件P以速率v1=0.5m/s，在光滑水平工作台上滑行；水平传送带AB段的长L=20m,以速度v2=0.5m/s运行，工件P从A处滑上传送带，与传送带的动摩擦因数为0.4，求（1）工件P从A到B所用的时间（2）v1v2L和动摩擦因数的数值未知，假定工件在达到B点之前已经与传送带保持相对静止，求工件P在传送带上A由运动到B所用时间的表达式v1v2第33页，共41页，2023年，2月20日，星期四临界问题第34页，共41页，2023年，2月20日，星期四临界；物体由某种物理状态变化为另一种物理状态时所要经历的转折点，通常叫做临界点，包含临界状态的问题，叫做临界问题1分析；物理过程，找出临界状态2找出临界条件3以临界状态为突破口，列临界方程求解问题思路：先求出临界值，再与实际值相比较，最终确定实际情况1物体是否脱离支持面的临界条件是支持力为零2绳是否断的临界条件为绳中的拉力达到最大值3绳松弛与绳绷紧的临界条件为绳中拉力为零4两物体（接触）是否相对滑动的临界条件是物体间摩擦力达到最大静摩擦力第35页，共41页，2023年，2月20日，星期四临界

[例题1]：如图所示,小车的质量M为2.0Kg,与水平地面阻力忽略不计，物体的质量m为0.5Kg,物体与小车间的动摩擦系数为0.3（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)小车在外力的作用下以1.2m/s2的加速度向右运动时，物体受摩擦力多大？(2)欲使小车产生3.5m/s2的加速度,需给小车提供多大的水平推力？(3)若要使物体脱离小车，问至少应向小车提供多大的水平推力？（4）若小车长L=1m,静止小车在8.5N水平推力作用下物体由车的右端向左滑动，滑离小车需多长时间？mFMv第36页，共41页，2023年，2月20日，星期四[例题2]

如图所示，m=4kg的光滑小球挂在小车后壁上，细线与竖直方向成3