滑板滑塊問題中,有外力作用的物體的加速度一定大于等于沒有外力作用的物體的加速度嗎,為什么?
- 教育綜合
- 2023-08-07 17:44:16
關(guān)于上下滑加速度的問題
從LZ問題看,似乎應(yīng)該是物體從斜面底部以一個沿斜面向上的初速度上滑,速度變?yōu)榱愫笥址聪蚧叫泵娴撞?。這個過程中除了重力、摩擦力、斜面支持力以外是無外力作用在物體上的。 這樣物體上升花的時間比下降花的時間確實(shí)要短。就是說經(jīng)過相同的路程,上滑時速率從初速度大小減為零的時間要比下滑相同距離的時間要短。距離是上滑過程決定的。原因“物體上滑時,因?yàn)槟Σ亮Ψ较蛐毕蛳?加速度大小大于下滑時加速度大小,而上下滑行的位移是一樣的”解釋得很清楚了。 但不表示從樓下爬到樓上比從樓上跳到樓下容易,類比的話,只能說從樓下沖到樓上比沖到樓上后自然下滑所用的時間短。如圖所示,滑塊B放在斜面體A上,B在水平向右的外力F 1 ,以及沿斜面向下的外力F 2 共同作用下沿斜面向下
本題可以假設(shè)從以下兩個方面進(jìn)行討論. (1)斜劈A表面光滑(設(shè)斜面的傾角為θ,A的質(zhì)量為m A ,B的質(zhì)量為m B ) A、同時撤去F 1 和F 2 ,物體在其重力沿斜面向下的分力m B gsinθ的作用下也一定沿斜面向下做勻加速直線運(yùn)動,故A正確; B、如果撤去F 1 ,使A相對地面發(fā)生相對運(yùn)動趨勢的外力大小是F N2 sinθ=m B gcosθsinθ,方向向右.如圖1所示. 由于m B gcosθsinθ<(m B gcosθ+F 1 sinθ)sinθ,所以A所受地面的摩擦力仍然是靜摩擦力,其方向仍然是向左,而不可能向右.故B錯誤; C、撤去F 2 ,在物體B仍向下運(yùn)動的過程中,A所受地面摩擦力的變化情況要從A受地面摩擦力作用的原因角度去思考,即尋找出使A相對地面發(fā)生相對運(yùn)動趨勢的外力的變化情況.通過分析,使A相對地面有向右滑動趨勢的外力是(m B gcosθ+F 1 sinθ)sinθ.如圖2、3所示.與F 2 是否存在無關(guān).所以撤去F 2 ,在物體B仍向下運(yùn)動的過程中,A所受地面的摩擦力應(yīng)該保持不變.故C錯誤D正確; 因此,在斜劈表面光滑的條件下,該題的答案應(yīng)該是AD. (2)斜劈A表面粗糙(設(shè)A表面的動摩擦因數(shù)為μ) 在斜劈A表面粗糙的情況下,B在F 1 、F 2 共同作用下沿斜面向下的運(yùn)動就不一定是勻加速直線運(yùn)動,也可能是勻速直線運(yùn)動.由題意知,在B沿斜劈下滑時,受到A對它彈力F N 和滑動摩擦力f.根據(jù)牛頓第三定律,這兩個力反作用于A.斜劈A實(shí)際上就是在這兩個力的水平分力作用下有相對地面向右運(yùn)動的趨勢的.F N sinθ>fcosθ,又因?yàn)閒=μF N , 所以F N sinθ>μF N cosθ,即μ<tanθ. A、同時撤出F 1 和F 2 ,由以上分析可知m B gsinθ>μm B gcosθ.所以物體B所受的合力沿斜劈向下,加速度方向也一定沿斜劈向下,故A正確; B、如果撤去F 1 ,在物體B仍向下運(yùn)動的過程中,N=mgcosθ,f=μN(yùn),圖中假設(shè)A受的摩擦力f A 方向向左, Nsinθ=fcosθ+f A ,則有:f A =Nsinθ-μN(yùn)osθ=N(sinθ-μcosθ)>0所以斜劈A都有相對地面向右運(yùn)動的趨勢,摩擦力方向是向左.故B錯誤; CD、又由于F 2 的存在與否對斜劈受地面摩擦力大小沒有影響,故撤去F 2 后,斜劈A所受摩擦力的大小和方向均保持不變.故C錯誤D正確; 因此,在斜劈A表面粗糙的情況下,本題的正確選項(xiàng)仍然是AD. 故選:AD. |
一道力與運(yùn)動綜合的高中物理題,誰能解答?
難點(diǎn)32 力學(xué)規(guī)律的優(yōu)選策略 理科綜合命題,以學(xué)科內(nèi)綜合為主,如何優(yōu)選合理的物理規(guī)律使高考綜合題目得以迅速高效地實(shí)現(xiàn)突破,是考生最感棘手的難點(diǎn)之一. ●難點(diǎn)展臺www.ks5u.com 1.(★★★★★)如圖32-1所示,長為L=0.50 m的木板AB靜止、固定在水平面上,在AB的左端面有一質(zhì)量為M=0.48 kg的小木塊C(可視為質(zhì)點(diǎn)),現(xiàn)有一質(zhì)量為m=20 g的子彈以v0=75 m/s的速度射向小木塊C并留在小木塊中.已知小木塊C與木板AB之間的動摩擦因數(shù)為μ=0.1.( g取10 m/s2) (1)求小木塊C運(yùn)動至AB右端面時的速度大小v2. (2)若將木板AB固定在以u=1.0 m/s可不可以幫我梳理一下關(guān)于牛頓運(yùn)動定律的物理知識?
以下是牛頓運(yùn)動定律的物理知識及例題 一、牛頓第一定律:一切物體總保持勻速直線運(yùn)動或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。 1、牛頓第一定律反映了力和運(yùn)動之間的關(guān)系為:力是改變物體運(yùn)動狀態(tài)的原因(或力是改變物體運(yùn)動速度的原因、使物體產(chǎn)生加速度的原因、改變運(yùn)動物體動量的原因。)而不是維持物體運(yùn)動的原因。 2、人類對力和運(yùn)動關(guān)系的認(rèn)識過程: (1)亞里士多德:必須有力作用在物體上,物體才能運(yùn)動;沒有力的作用,物體就要停下來。即力是維持物體運(yùn)動的原因。 (2)伽利略: ⑴理想實(shí)驗(yàn)①將光滑的兩個斜面對接,讓小球沿一個斜面從靜止?jié)L下來,小球?qū)L上另一個斜面,小球?qū)⑸仙皆瓉淼母叨?。②如果減少第二斜面請?jiān)斦f滑動摩擦力為何與運(yùn)動速度無關(guān),為什么不隨力大小而增加呢?
這跟滑動摩擦力的定義有關(guān),其實(shí)不能籠統(tǒng)的說與速度無關(guān)。 滑動摩擦力的大小等于正壓力乘以滑動摩擦系數(shù),當(dāng)滑動摩擦系數(shù)不變的時候,力大小自然不變。 但是實(shí)際情況下,不同的速度下,滑動摩擦系數(shù)自然會因?yàn)樗俣炔煌兴煌?。原因可能由于表面溫度升高之類的?摩擦是個很復(fù)雜的問題,至今也沒有很好的解釋,分子力,表面凹凸,很多原因混合組成的。 中學(xué)課本上的理論和習(xí)題都是幫助你簡單理解經(jīng)典物理學(xué)體系的,在很多方面做了簡化,這樣提可以幫助理解摩擦力的計(jì)算方法。展開全文閱讀