物理奧賽集萃(2-6_運動方向對摩擦力的影響)

2020-12-03 物理競賽指導

2-6_T物嵌板

本期內容來研究摩擦力作用下的相對運動問題,由於摩擦力是阻礙物體相對運動的力,這也是判定摩擦力方向的重要方法,但是,摩擦力的難點也在相對運動上,必須要弄清楚相對運動,才能明確摩擦力的方向,解出題目。

本期的例題也是在討論兩種運動的合成下的摩擦力的情況,題目不是很難,先從簡單的入手,來看題吧。

題目

如圖1所示,均勻T型物塊A重為G,夾在兩個相同的水平墊板中,A與墊板間動摩擦因數為μ,當墊板B、C以相同的水平速度V1對稱且均勻的向兩側退開時,要使A以速率V2勻速向前移動,作用在A的中央位置上與V2同向的水平拉力F應為多大。

解題步驟

根據圖1的結構可以簡單的知道,兩個水平墊板對A物體的支持力等大,即NA=NB

以地面為參考系,考慮A與墊板的相對運動情況,如圖2所示,由於摩擦力的方向與相對運動的方向相反,即與和速度的方向相反,故由受力平衡可得:

思路總結

此題屬於比較簡單的在空間結構中分析受力情況的題目,用到的幾何關係較為明確。其中最大的難點在於分析摩擦力的受力方向,由於運動的相對性,物體A相對於墊板的運動速度應該為兩個速度的合成,而摩擦力的方向應該與和速度的方向相反,即摩擦力有阻礙物體相對運動的作用,因此在解決關於摩擦力問題時,應先考慮相對運動的方向。

特別說明

由於公式字母編排的原因,很多地方顯示存在問題,詳細了解請看下面的圖片哦。

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