动静转换中的“供求关系”
2021-07-25刘建蓉陈秋雄
考试与评价 2021年6期
刘建蓉 陈秋雄



摩擦力相关的动静转换问题,是高中力学的学习难点,也是高考考查的重点。当多个相互接触的物体之间存在相对运动的趋势,由于场景可能性多,学生很难判断物体动静状态的转换。通过研究动静转换过程的“供求关系”,推演出一些辅助判断的二级结论,能够高学生解决此类问题的效率。
两个物体是否发生相对运动,可以依靠动静转换中的“供求关系”进行判断。需求方是维持相对静止需要的静摩擦力,供给方为接触面能够提供的最大静摩擦力,其大小通常由滑动摩擦力大小替代。当作驱动物体运动的外力小于最大静摩擦力,即供大于求,两物体保持相对静止。反之,当供不应求,两者发生相对运动。从“供求关系”入手,可以推演出一些实用的二级结论,提升解决问题的效率。
一、 用μ=tanθ判断物体能否与停在斜面上
静止在斜面上的物体,因重力作用,物体有下滑的趋势,需要静摩擦力f=mgsinθ才能保持静止。另一方面,物体与斜面间能提供的最大静摩擦力为fm=μmgcosθ。当μmgcosθ>mgsinθ,即μ>tanθ,供大于求,物体能够停在斜面上。反之,当μ 用μ=tanθ也可以判断物体能否与传送带保持相对静止。例如,传送带与水平面夹角θ = 37°,皮带以v = 10m/s的速率运动,皮带轮沿顺时针方向转动,如图所示。今在传送带上端A处无初速地放上一个质量为m = 0.5kg的小物块,它与传送带间的动摩擦因数为μ=0.5,若传送带A到B的长度为L = 16m,g取10m/s2,则物体从A运动到B的时间为多少? 解决问题的关键在于确定物体从A运动到B的运动场景,分析可发现,物块在1s后与传送带达到共速。之后……登录APP查看全文
