摘要：例1．如图1-12所示.质量为m的工件置于水平放置的钢板C上.二者间的动摩擦因数为μ.由于光滑导槽A.B的控制.工件只能沿水平导槽运动.现在使钢板以速度v1向右运动.同时用力F拉动工件(F方向与导槽平行)使其以速度v2沿导 槽运动.则F的大小为( ) A.等于μmg B.大于μmg C.小于μmg D.不能确定 解析:物体相对钢板具有向左的速度分量v1和侧向的速度分量v2.故相对钢板的合速度v的方向如图1-13所示.滑动摩擦力的方向与v的方向相反.根据平衡条件可得: F＝fcosθ＝μmg 从上式可以看出:钢板的速度V1越大.拉力F越小. 答案:C 反思:滑动摩擦力的方向总是与相对运动方向相反.解决此类问题的关键是找出相对运动方向.从而判断出所受的滑动摩擦力的方向.方能正确求解. 例题2．如图所示.质量为M的楔形物块静置在水平地面上.其斜面的倾角为θ．斜面上有一质量为m的小物块.小物块与斜面之间存在摩擦．用恒力F沿斜面向上拉小物块.使之匀速上滑．在小物块运动的过程中.楔形物块始终保持静止．地面对楔形物块的支持力为( ) A．(M+m)g B．(M+m)g-F C．(M+m)g+Fsinθ D．(M+m)g-Fsinθ 解析:对楔形物块与小物块这一系统受力分析.受到重力.支持力.拉力F.系统各物体均平衡.则整个系统也处于平衡状态.由对力F正交分解后.由平衡条件得:.则FN=(M+m)g-Fsinθ,支持力与压力是作用力与反作用力.所以答案为D. 答案:D 反思:整体法是将两个或者两个以上的物体作为一个整体进行分析的方法.而隔离法是将某个物体单独隔离出来进行分析的方法.整体法.隔离法是分析物体平衡问题的常用方法.通常两种方法结合使用. 例题3.如图1-16所示.在方向竖直向下的匀强磁场中.有两根竖直放置的平行金属导轨ABCD.导轨上放有质量为m的金属棒MN.棒与导轨间的动摩擦因数为μ.现从t=0时刻起.给棒通以图示方向的电流.且电流强度与时间成正比.即I=kt.其中k为恒量.若金属棒与导轨始终垂直.则在下图所示的表示棒所受的摩擦力随时间变化的四幅图中.正确的是( ) 解析:由左手定则.金属棒MN的安培力方向是垂直纸面向里.因此金属棒对竖直金属导轨ABCD的正压力在数值上等于金属棒MN的安培力F.设匀强磁场的磁感应强度为B.棒MN长为L.则有:N=F=BIL=kBLt 开始阶段滑动摩擦力较小.即f<G.物体加速下滑.滑动摩擦力为f=μN=μkBLt 由上式可知.物体将做加速度减小的加速运动.当f=G时速度达到最大.由于惯性.此后物体将继续向下运动.f也继续随时间增加.有f>G.物体将做减速运动.当速度减小到零时.物体由运动状态转变为静止状态.所以物体受到的滑动摩擦力也“突变 为静摩擦力.由平衡条件可得此时该以后的静摩擦力大小为f=G. 答案:C 反思:本题涉及重力.弹力.摩擦力.安培力和左手定则等知识点.重点是对摩擦力的分析.考查理解.分析.推理和综合的能力.以及图像的分析和应用图像表达物理过程和规律的能力.解决本题的关键是先正确理解静摩擦力和滑动摩擦力的特点.特别是静摩擦力的大小会随着运动趋势的强弱而在0-Fm之间变化.与物体的正压力无直接关系.一般可利用平衡条件或牛顿运动定律来求其大小.再结合题述过程判断出是哪一类摩擦力.运用相应的方法求解.这里尤其要注意摩擦由“动 到“静 的瞬间“突变 问题. 例题4．如图1-17所示.重G的光滑小球静止在固定斜面和竖直挡板之间.若挡板逆时针缓慢转到水平位置.在该过程中.斜面和挡板对小球的弹力的大小F1.F2各如何变化? 解析:由于挡板是缓慢转动的.可以认为每个时刻小球都处于静止状态.因此所受合力为零.应用三角形定则.G.F1.F2三个矢量应组成封闭三角形.其中G的大小.方向始终保持不变,F1的方向不变,F2的起点在G的终点处.而终点必须在F1所在的直线上.由作图1-18可知.挡板逆时针转动90°过程.F2矢量也逆时针转动90°.因此F1逐渐变小.F2先变小后变大.(当F2⊥F1.即挡板与斜面垂直时.F2最小) 反思:这类平衡问题是一个物体受到三个力而平衡.这三个力的特点:其中一个力的大小和方向是确定的.另一个力方向始终不改变.第三个力的大小和方向都可改变.运用图解法处理问题.显得直观.简捷.思路明了.有助于提高思维能力.简化解题过程. 例题5．如图19所示.带电量分别为4q和-q的小球A.B固定在水平放置的光滑绝缘细杆上.相距为d.若杆上套一带电小环C.带电体A.B和C均可视为点电荷. (1)求小环C的平衡位置, (2)若小环C带电量为q.将小环拉离平衡位置一小位移x后静止释放.试判断小环C能否回到平衡位置.(回答“能 或“不能 即可) (3)若小环C带电量为-q.将小环拉离平衡位置一小位移x后静止释放.试证明小环C将作简揩运动. (提示:当a<<1时.则) 解析:(1)设C在AB连线的延长线上距离B为l处达到平衡.带电量为Q 库仑定律 和平衡条件得 解得 所以.C的平衡位置在B右侧l = d处. (2).若小环C带电量为q.将小环拉离平衡位置一小位移x后静止释放.由于q受的电场力背离平衡位置.所以q将由静止开始背离平衡位置做加速运动.不可能回到平衡位置. (3)环C带电-q.平衡位置不变.将环C向右拉离平衡位置一小位移x.选取向右为矢量的正方向 C受的回复力为 利用近似关系化简得.所以小环C将做简谐运动. 答案:(1)C的平衡位置在B右侧l = d处 (2)不能回到平衡位置 (3).小环C将做简谐运动. 反思:本题是平衡问题与简谐运动相联系的试题.是在原来熟悉的平衡模型的基础上添加条件进行拓展改编辑成的.在复习时要注重加强一题拓展的训练. 例题6.科学探究活动通常包括以下环节:提出问题.作出假设.制订计划设计实验.进行实验收集证据.分析论证.评估交流等.一位同学学习了滑动摩擦力后.怀疑滑动摩擦力可能与接触面积有关,于是他准备用实验探究这个问题. (1)这位同学认为:滑动摩擦力的大小与接触面积成正比.这属于科学探究活动中的 环节. (2)为完成本实验.需要自己制作木块.他应制作的木块是下列选项中的 A．各面粗糙程度相同的正方体木块 B．各面粗糙程度不相同的正方体木块 C．各面粗糙程度相同.长宽高各不相等的长方体木块 D．各面粗糙程度不相同,长宽高各不相等的长方体木块 (3)为了测量木块与木板之间的滑动摩擦力.他设计了两种方案.如图1-20甲和乙所示.甲是将长木板固定在水平面上.用弹簧测力计水平拉动木板上的木块,乙是用弹簧测力计水平拉住木块.他水平拉动木块下的木板.你认为更利于操作的方案是 .理由是 . 解析:要探究摩擦力的大小与接触面积大小是否有关.必须用控制变量法.因此要在保持其它条件相同的情况下.改变接触面积的大小.测出相应的摩擦力的大小.才能判断滑动摩擦力是否与接触面积有关.方案甲中.物体只有做匀速运动时.弹簧秤的读数才等于物体所受的摩擦力的大小.而操作中很难做到.而方案乙中.物体处于静止状态.所受的摩擦力的大小总等于弹簧秤的读数. 答案: C (3) 乙, 乙方案中物体处于静止状态.弹簧秤的读数就等于物体所受的摩擦力的大小. 反思:本题考查了摩擦力大小的决定因素.控制变量法的物理思想.还着重考查了学生的实验探究能力.实验探究是新课标的一个重要思想.值得我们注意.

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