1、天道酬勤对滑动摩擦力做功“模型的思考 滑块木板模型摩擦力做功如图1所示,斜面固定不动,物块自斜面上端由静止释放,在滑至底端的过程中,计算滑动摩擦力做的功。物块与斜面间摩擦因数为 滑动摩擦力做功为 【例1】斜面高度为h,倾斜角为,物体从斜面AB顶端由静止开始下滑,经过水平面BC到达C点停止。设滑动摩擦因数相同,BC间距离为l,求:滑动摩擦因数= 解析物体从A到C 重力做功为 滑动摩擦阻力做功为 全过程根据动能定理: 得: 解得: 讨论假设把斜面改成弧面,“还适用吗?我们来探讨这样一个问题,如图3所示,四分之一圆弧轨道半径为R,物块与轨道动摩擦因数为,一物块从A沿轨道由静止滑下,能否滑到底端B点?
2、 假设有同学这样想:设想把弧形轨道对应的水平位移分成许多很小的间隔。在每个间隔 内,对应的一小段弧形轨道可以近似的看做倾斜轨道,在这一小段轨道上摩擦力做的功为。那么在这个四分之一圆弧轨道上摩擦力做的功为。 由动能定理 即 v 0 所以物块一定能滑到底端 这个结论是不对的,在用微元法化曲为直证明的过程中,无视了物体作曲线运动时法向合力并不为零这一事实,即物体沿曲面下滑时,曲向对物体的正压力并不等于重力的法向分量,因而推论是错误的 如图4所示,物体沿下凹曲面下滑,物块在某一点的法向合力满足 ,为该点曲线切线与水平方向夹的角由表达式可知,在物块质量较大,曲率半径较小时,即使相对速度较小,的值也不能忽略 此时摩擦力 那么上面讨论中从圆弧A点由静止释放的物块就不一定能滑到底端了。不适用沿曲面下滑的情况。 【例2】如图5示,四分之一圆弧轨道半径为R,和平直轨道相接于B点,一物块从A沿轨道由静止滑下,至水平轨道C点停止BC = R,物块与两轨道动摩擦因数均为,那么关于动摩擦因数以下说法正确的选项是A 0.5 D无法确定 解析:由于轨道为下凹曲面,那么物块从A滑到B克服摩擦力做功,从B滑到C克服摩擦力做功为,整个过程物体克服摩擦力做功为Wf = W1 + W2 2,有Wf =,即 ,所以 本文为全文原貌 未安装PDF浏览器用户请先下载安装 原版全文