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地面对斜面体的摩擦力
一、滑块静止在斜面上,或沿斜面匀速下滑时,地面与斜面体之间没有摩擦
题1、如图1所示,在粗糙水平面上,放一斜面体a,若物体b在a的斜面上匀速下滑,则水平面对斜面体a有( )
A、 水平向左的静摩擦力 B、 水平向右的静摩擦力 C、 水平向左的滑动摩擦力 D、 没有摩擦力的作用
解析:采用隔离法对物体b进行受力 分析如图2所示,沿斜面方向:
Ffmgsin1,垂直斜面方向:
FNmgcos2。
斜面体如果受到摩擦力的作用,必然 有沿水平面运动或运动的趋势。作物体b对 斜面体的反作用力如图3所示,在水平方向 FxFNsinFfcosmgcossin
mgsincos0,所以,斜面体既无沿
水平面运动,也没有沿水平面运动的趋势, 地面对斜面体没有摩擦力的作用。
方法二、采用整体法可得:由于物体b沿 斜面体a匀速下滑,把物体b和斜面体a当作
一个整体,系统处于平衡状态,在水平方向不受外力作用,所以,地面对斜面体没有摩擦 力的作用。
拓展:如图4所示,放在粗糙的水平面上的三角形abc,在它的两个粗糙斜面上分别放两个质量为m1和m2的物体,m1> m2。已知三角形木块和两物体都是静止的,则粗糙水平面对三角形木块( )
A、 有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向右。 B、 有摩擦力作用,摩擦力的方向水平向左。 C、 有摩擦力作用,但摩擦力的方向不能确定。 D、 以上结论都不对
解析:过a点作三角形底边bc的垂线,把三角
形木块abc分成两个直角三角形,分别对左边的三角形和物体m1、右边的三角形和物体m2作受力分析,与题1相同,水平面对三角形木块没有摩擦力的作用,答案选(D)。
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二、如果物体在斜面体上作变速运动,地面对斜面体必然有摩擦力的作用
题3、质量为m的物体沿倾角为θ的斜面以 加速度a下滑时,质量为M的斜面体静止在水平 地板上,如图5所示。则斜面体对地面的压力大小 为 ,斜面体受地面的摩擦力大小为 。
解析:作质量为m的物体的受力示意图 如图6所示,根据牛顿第二定律得:
mgsinFfma1,垂直斜面方向:
FNmgcos02。
斜面体的受力示意图如图7所示,假设地 面对斜面体的摩擦力f0水平向左,有:
sin03 f0FfcosFN
解方程(1)(2)(3)得:
f0macos
在竖直方向,斜面体受力情况为:
cosFfsinMg04 NFN
解得:NMmgmasin
方法二、把物体和斜面体当作一个整体,在水平方向,系统受到的合外力用于物体产生水平方向的加速度:f0macos。
在竖直方向,系统受到的合外力用于物体产生竖直方向的加速度: NMmgmasin。
三、只要物体沿斜面上滑,不管物体作何种运动,斜面体必然受到地面的摩擦力,方向与物体上滑的速度的水平投影方向相反
题4、如图8所示,A、B、C为三个质量相等,材料相同的小滑块,在沿斜面向上的
拉力作用下,沿相同的粗糙斜面上滑,其中A匀速上滑,B加速上滑,C减速上滑,而斜面体相对地面均处于静止状态,斜面体甲、乙、丙所受地面的摩擦力分别为Fμ1、Fμ2、 Fμ3,该三个力的大小关系是( )
A、F1=F2 =F3 B、F1> F2 >F3
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