【正文】
(2)不變 (3)不變 三、摩擦力的突變問題 典例 3 長直木板的上表面的一端放置 一個鐵塊,木板放置在水平面上, 將放置鐵塊的一端由水平位置緩慢 地向上抬起,木板另一端相對水 平面的位置保持不變,如圖 4 所示.鐵塊受到的摩擦力 f 與木板傾角 α 變化的圖線可能正確的是 ( 設(shè)最大靜摩擦力的大小等于滑動摩擦力大小 ) ( ) 圖 4 解析 沿 平行木板、垂直木板方向分別為坐標(biāo)軸的方向,建立直角坐標(biāo)系.在鐵塊滑動以前,摩擦力表現(xiàn)為靜摩擦力,我們認(rèn)為滑動摩擦力和最大靜摩擦力大小相等.本題應(yīng)分三種情況進行分析: (1) 當(dāng) 0 ≤ α a rc tan μ 時 ( μ 為鐵塊與木板間的動摩擦 因數(shù) ) ,鐵塊相對木板處于靜止?fàn)顟B(tài), 鐵塊受靜摩擦力作用,其大小與 重 力沿木板 ( 斜面 ) 方向的分力大小相等,即 f = mg sin α , α = 0 時, f = 0 ; f 隨 α 增大按正 弦規(guī)律增大. ( 2) 當(dāng) α = ar c t an μ 時處于臨界狀態(tài),此時摩擦力達到 最大靜摩擦力 , 由題設(shè)條件可知其等于滑動摩擦力 大?。? ( 3) 當(dāng) ar c t an μ α ≤ 90176。 時,鐵塊相對木板向下滑動, 鐵塊受到滑動摩擦力的作用,根據(jù)摩擦定律可知 f =μN = μ m g c os α , F 隨 α 增大按余弦規(guī)律減?。? 綜合上述分析,可知 C 圖可能正確地表示了 f 隨 α 變化的圖線. 答案 C 針對練習(xí) 2 物體 A 的質(zhì)量為 1 k g ,置于水平地面上, 物體與地面的動摩擦因數(shù) μ = . 從 t = 0 開始,物體以一定初速度 v0向右滑行的同時,受到一個水平向左、大小恒為 F0= 1 N 的作用力.則反映物體受到 的摩擦力 f 隨時間變化的圖象是圖中的 ( 取向右為正方向 ) ( ) 解析 物體在向右滑行時,受到的是滑動摩擦力, f1= μ m g = 2 N ,方向向左.由于 F0= 1 N f1,物體最后靜止,受到的是靜摩擦力,其大小為 f2= F0= 1 N ,方向和 F0相反,即向右,因此 C 是正確的. 答案 C 四、物體的受力分析 典例 4 如圖 5 所示,物體 a 、 b 和 c 疊放在水平桌面上,水平力 Fb = 5 N 、 Fc= 10 N 分別作用于 物體 b 和 c 上, 物體 a 、 b 和 c 仍 保持靜止.以 f f f3分別表 示 a 與 b 、 b 與 c 、 c 與桌面間的靜摩擦力的大小,則 ( ) A . f1= 5 N , f2= 0 , f3= 5 N B . f1= 5 N , f2= 5 N , f3= 0 C .