高中物理競(jìng)賽摩擦角及其它

1、智浪教育普惠英才文庫(kù)高中物理競(jìng)賽高中物理競(jìng)賽——摩擦角及其它摩擦角及其它一、摩擦角1、全反力：接觸面給物體的摩擦力與支持力的合力稱全反力，一般用R表示，亦稱接觸反力。2、摩擦角：全反力與支持力的最大夾角稱摩擦角，一般用φm表示。此時(shí)，要么物體已經(jīng)滑動(dòng)，必有：φm=arctgμ（μ為動(dòng)摩擦因素），稱動(dòng)摩擦力角；要么物體達(dá)到最大運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，必有：φms=arctgμs（μs為靜摩擦因素），稱靜摩擦角。通常處理為φm=φms。3、引入全反力和摩

2、擦角的意義：使分析處理物體受力時(shí)更方便、更簡(jiǎn)捷。二、隔離法與整體法1、隔離法：當(dāng)物體對(duì)象有兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)，有必要各個(gè)擊破，逐個(gè)講每個(gè)個(gè)體隔離開來(lái)分析處理，稱隔離法。在處理各隔離方程之間的聯(lián)系時(shí)，應(yīng)注意相互作用力的大小和方向關(guān)系。2、整體法：當(dāng)各個(gè)體均處于平衡狀態(tài)時(shí)，我們可以不顧個(gè)體的差異而講多個(gè)對(duì)象看成一個(gè)整體進(jìn)行分析處理，稱整體法。應(yīng)用整體法時(shí)應(yīng)注意“系統(tǒng)”、“內(nèi)力”和“外力”的涵義。三、應(yīng)用1、物體放在水平面上，用與水平方向成30

3、的力拉物體時(shí)，物體勻速前進(jìn)。若此力大小不變，改為沿水平方向拉物體，物體仍能勻速前進(jìn)，求物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因素μ。解說(shuō)：這是一個(gè)能顯示摩擦角解題優(yōu)越性的題目。可以通過(guò)不同解法的比較讓學(xué)生留下深刻印象。法一，正交分解。（學(xué)生分析受力→列方程→得結(jié)果。）法二，用摩擦角解題。引進(jìn)全反力R，對(duì)物體兩個(gè)平衡狀態(tài)進(jìn)行受力分析，再進(jìn)行矢量平移，得到圖18中的左圖和中間圖（注意：重力G是不變的，而全反力R的方向不變、F的大小不變），φm指摩擦角。再

4、將兩圖重疊成圖18的右圖。由于灰色的三角形是一個(gè)頂角為30的等腰三角形，其頂角的角平分線必垂直底邊……故有：φm=15。最后，μ=tgφm。答案：0.268。（學(xué)生活動(dòng)）思考：如果F的大小是可以選擇的，那么能維持物體勻速前進(jìn)的最小F值是多少？解：見圖18，右圖中虛線的長(zhǎng)度即Fmin，所以，F(xiàn)min=Gsinφm。答：Gsin15（其中G為物體的重量）。2、如圖19所示，質(zhì)量m=5kg的物體置于一粗糙斜面上，并用一平行斜面的、大小F=30

5、N的推力推物體，使物體能夠沿斜面向上勻速運(yùn)動(dòng)，而斜面智浪教育普惠英才文庫(kù)②代入①可得：Fx=3mgsinθ最后由F=解F的大小，由tgα=解F的方向（設(shè)α為F和斜2y2xFF?xyFF面的夾角）。答案：大小為F=mg，方向和斜面夾角α=arctg()指向??2sin81?ctg31斜面內(nèi)部。法二：引入摩擦角和整體法觀念。仍然沿用“法一”中關(guān)于F的方向設(shè)置（見圖21中的α角）。先看整體的水平方向平衡，有：Fcos(θα)=P⑴再隔離滑塊，