Question

在下圖的各圖中，物體的接觸面均粗糙．請(qǐng)對(duì)各圖中A物體與其他各物體的接觸面間有無摩擦力及其方向做出判斷．

(1)圖(A)中，A，B，C，D是四個(gè)完全相同物塊，通過兩側(cè)夾板擠緊在一起，豎直放置；

(2)圖(B)中，A是一個(gè)無底的圓筒，放在水平面上，其內(nèi)有三個(gè)相同的小球恰與A筒的內(nèi)壁良好相切，現(xiàn)將A筒由靜止?fàn)顟B(tài)沿豎直方向緩慢提起(筒高大于球的半徑)；

(3)圖(C)中，傳送帶B以恒定速度勻速運(yùn)動(dòng)，物塊A以初速度滑上B的表面，＞，且傳送帶足夠長；

(4)圖(D)中，小球A和B質(zhì)量分別為，其間用輕繩相連，靜止于球面C上．

 

Answer 1

圖中的各圖中A物所受的摩擦力分別為：(1)圖(A)中，A物塊只受D的靜摩擦力，方向豎直向上．(2)圖(B)中，A物不受摩擦力作用，即當(dāng)向上提起A筒時(shí)，三個(gè)小球狀態(tài)不變．(3)圖(C)中，A先受B的滑動(dòng)摩擦力，水平向右；A與B同速后，摩擦力不再存在．(4)圖(D)中：討論三種情況．①A與B各自沿球面下滑力恰相等時(shí)()，A既無上滑趨勢也無下滑趨勢，故A與球面C間不存在摩擦作用．②當(dāng)A沿球面向下滑的力大于B沿球面向下滑的力()，A將有沿球面下滑趨勢，所受靜摩擦力沿球面的切線向上．③當(dāng)A沿球面向下滑的力小于B沿球面向下滑的力時(shí)，恰與②相反，A受靜摩擦力沿球面的切線向下．

  

解析:

正確進(jìn)行判定就必須熟練掌握和使用摩擦力產(chǎn)生的條件．其條件是：物體接觸面粗糙；物體間有接觸形變，即有彈力作用；沿接觸面有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢．上述條件缺一不可．摩擦力方向總跟接觸面相切，并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢相反．

(1)(A)圖，很顯然屬于靜摩擦問題．A，B，C，D相對(duì)地面都有豎直向下的運(yùn)動(dòng)趨勢，但由于A和B位置對(duì)稱，故它們之間卻并不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢，即A與B間不會(huì)產(chǎn)生摩擦力．

(2)圖(B)中，由于A筒與三個(gè)小球間只是接觸并沒有擠壓作用(撤去A筒也不會(huì)破壞小球的狀態(tài))，不具備產(chǎn)生摩擦力的條件．

(3)圖(C)中，v₁>v₂,在A剛剛滑上B的開始一段運(yùn)動(dòng)中，A與B之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，故A，B之間存在滑動(dòng)摩擦力．由于A相對(duì)B運(yùn)動(dòng)向左，所以B給A的摩擦力沿水平向右．由于傳送帶足夠長，經(jīng)一段運(yùn)動(dòng)后，A的速度必會(huì)增大至與B相等，此后A與B之間將不會(huì)再發(fā)生摩擦作用．

(4)圖(D)中，關(guān)于A相對(duì)于C球的運(yùn)動(dòng)趨勢，有三種可能：①恰好沒有滑動(dòng)趨勢；②A有沿球面向上滑動(dòng)趨勢；③A有沿球面向下的滑動(dòng)趨勢，故摩擦力也有三種可能．

　

圖中的各圖中A物所受的摩擦力分別為：(1)圖(A)中，A物塊只受D的靜摩擦力，方向豎直向上．(2)圖(B)中，A物不受摩擦力作用，即當(dāng)向上提起A筒時(shí)，三個(gè)小球狀態(tài)不變．(3)圖(C)中，A先受B的滑動(dòng)摩擦力，水平向右；A與B同速后，摩擦力不再存在．(4)圖(D)中：討論三種情況．①A與B各自沿球面下滑力恰相等時(shí)()，A既無上滑趨勢也無下滑趨勢，故A與球面C間不存在摩擦作用．②當(dāng)A沿球面向下滑的力大于B沿球面向下滑的力()，A將有沿球面下滑趨勢，所受靜摩擦力沿球面的切線向上．③當(dāng)A沿球面向下滑的力小于B沿球面向下滑的力時(shí)，恰與②相反，A受靜摩擦力沿球面的切線向下．