题目内容

如图所示,表面粗糙的水平传送带以速度v2按图示方向运行,一半径为R的四分之一光滑轨道竖直放置,使其最低点的切线方向水平,且与传送带的左端贴近.现将一质量为m的小物块从轨道的最高点由静止滑下,滑到传送带的左端时的速度为v1,试通过两速度的大小关系分析小物块和传送带所受摩擦力的方向.

答案:
解析:

  讲析:由于摩擦力的方向与物体间的相对运动或相对运动趋势的方向相反,所以小物块所受摩擦力的方向与小物块和传送带的速度大小有关,我们可以分别对下列三种情况进行分析:

  (1)v1v2,小物块相对传送带静止,假设小物块受到传送带给的水平方向的摩擦力,则小物块不能处于平衡状态,故假设不成立,即小物块不受摩擦力的作用,传送带也不受摩擦力的作用.

  (2)v1v2,由于传送带运动的快一些,故小物块相对传送带向左滑动(小物块相对地面向右运动,但如果站在传送带上看,小物块向左运动),故小物体受到向右的滑动摩擦力,而此时传送带受到的摩擦力向左.

  (3)v1v2,由于小物块运动的快一些,故小物块相对传送带向右滑动(如果站在传送带上看,小物块向右运动),故小物体受到向左的滑动摩擦力,而此时传送带受到的摩擦力向右.

  点评:从以上分析可以看出:决定两个物体间摩擦力方向的是它们之间的“相对运动或相对运动趋势的方向”,而并不是物体相对地面的运动方向,在判断摩擦力的方向时不论选择假设法、平衡法还是状态法,最终都要回归到这个问题上来.


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