斜面上摩擦力做功的特点和推广应用

<正>一、结论推导如图1所示,一可视为质点的质量为m的物体由倾角为θ的固定斜面顶端A滑至底端B,设斜面的动摩擦因素为μ,斜面长度为s,底边长度为L。则由A滑至B的过程中摩擦力对物体做的功为:W=-FfS=μmgscosθ=-μmgL结论:物体沿斜面下滑过程中摩擦力做的功,相当于物体沿动摩擦因素相同的斜面投影的水平面滑动过程中摩擦力所做的功,如图2所示。结论推广:物体沿粗糙程度相同的斜面由顶端下滑至底端过程中摩擦力做的功,与斜面倾角θ无关,而与斜面底边的长度有关。图2图1     

推断题三例

例1如图1所示,质量为M,倾角为θ的斜面体A放于水平地面上,把质量为m的小滑块B放在斜面体A的顶端,顶端的高度为h．开始时两者保持相对静止,然后B由A的顶端沿着斜面滑至地面．若以地面为参考系,且忽略一切摩擦力,在此过程中,斜面的支持力对B所做的功为W．下面给出的W的四个表达式中,只有一个是合理的,你可能不会求解,但是你可以通过分析,对下列表达式做出合理的判断．根据你的判断,W的合理表达式应是（ ）     

假设的妙用

例1 将一重物G沿长L=3米,高h=1米的斜面由底端匀速拉到顶端用力F_1=20牛顿,若将此物体由顶端匀速拉到底端用力F_2=4牛顿,则重物G=?此斜面的机械效率η=? 解 若物体在光滑斜面由底端拉到顶端,由功的原理有:F·L=G·h 现把物体放在顶端不能自由下滑,且需4牛拉力,说明此斜面一定有摩擦。 设摩擦力为f(设理想情况上拉时拉力为F), 将此物匀速上拉时,有F_1-f=F,即:     

能量守恒在机械问题中的应用

例1如图1所示,小明利用两个倾角不同的斜面进行实验．若斜面粗糙程度相同,则将同一木块分别从两斜面底端匀速拉至斜面顶端时,拉力所做的额外功W甲——W乙;若甲、乙斜面光滑,则拉力F甲——F乙;将木块分别从两光滑斜面顶端自由释放。则木块到达斜面底端的速度u甲——u乙．     

例析测量滑轮组机械效率

机械效率知识综合性,使它成为中考命题中力学的主要选题,该类习题除综合计算外,主要通过实验设计来体现考纲要求. 题目1 斜面是简单机械之一,如图所示,一个重物在沿斜面的拉力作用下,沿斜面从底端被匀速拉到顶端的过程中,拉力做了功,为了测定该斜面的机械效率,需要测量哪些物理量?请你用所测量的物理量推导出该斜面的机械效率的数学表达式.     

力的矢量三角解法技巧

【例1】如图1所示,一个重为G的小球放在光滑斜面上,斜面的倾角为α,在斜面上有一光滑的不计厚度的木板挡住小球,使之处于静止状态,今使木板与斜面夹角β缓慢增大,问：在此过程中,球对挡板和斜面的压力如何变化？     

浅议W=Fs中s的含义

在功的计算式W＝Fs中，s指的是“在力的方向上通过的距离”．在实际问题中，同学们对于s的选取往往把握不准，在此通过“用力将物体从斜面（坡）底端移至顶端”的几种情况，帮助同学们真正理解s的含义．为便于叙述，本文中所有图示中的斜面（坡）的三边均设定为相同的：斜面长均为l＝５m，高均为h＝３m，底均为a＝４m（符合a２＋h２＝l２）．问题１拉物上坡．如图１所示，一人用２０N的拉力沿斜面方向将一物体从底端匀速拉至顶端，求人对物体所做的功．解析：人对物体拉力大小为F＝２０N，方向为沿斜面向上，而物体正好沿斜面向上通过了一…     

斜面下滑物体的力学分析

如图1所示,倾角为θ、质量为M的斜面放在光滑水平面上,一小物体(质量m,看做质点)从斜面顶端自由下滑.设斜面高为A,不计一切摩擦.本     

一道考查学生能力的好题

在复习动量和能量的综合问题时,笔者给学生出了这样一道题目： 如图1,一质量为M=2k、高度为h=0．45m、倾角为θ=30°的斜面A静止于水平地面上,在斜面顶端有一质量为;m=1kg的木块B,各接触面均光滑,木块由斜面顶端从静止开始下滑,当木块到达斜面底端时,木块和斜面的速度各是多大？     

应用动能定理解题例析

动能定理W=21mv22-21mv21,涉及“一个过程,两个状态”.即一个做功过程,初、末两个状态的动能.式中W为所有外力的总功.常见试题有以下几类.一、用动能定理解决一般动力学问题例1一个物体从高为h的斜面顶端以初速度v0下滑到斜面底端时的速度恰好为0,则使该物体由这个斜面底端至少以多大的初速v上滑,才能到达斜面顶端.解析:设物体由斜面顶端滑下时滑动摩擦力做功为Wf,则物体由这个斜面底端滑到顶端时滑动摩擦力做功也为Wf.物体下滑时,由动能定理得:mgh+Wf=0-21mv02即Wf=-mgh-21mv02①物体以初速v上滑,刚好到斜面顶端,由动能定理得:-mgh+Wf=0…     

机械能单元检测(一)

1一.如、选图择所题示,物体m从倾角为α的固定的光滑斜面由静止开始下滑,斜面高为h,当物体滑至斜面底端,重力做功的瞬时功率为A.mg·2ghB.21mgsinα·2ghC.mg·2gh·sinαD.mg·2ghsinα2.有两个物体a和b,其质量分别为ma和mb,且ma>mb,它们的初动能相同,若a和b分别受不变的阻力Fa和Fb的作用,经过相同的时间停下来,它们的位移分别是Sa和Sb,则A.Fa>Fb且SaFb且Sa>SbC.FaSb3.下述几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空气阻力):A.气球匀速上升的过程B.物体沿斜面加速下滑的过程C.铁球在水中下沉的…     

一道考查学生能力的好题

在复习动量和能量的综合问题时,我给学生出了这样一道题目：如图1,一质量为M=2kg、高度为h=0．45m、倾角为θ=30&#176;的斜面A静止于水平地面上,在斜面顶端有一质量为m=1kg的木块B,各接触面均光滑,木块由斜面顶端从静止开始下滑,当木块到达斜面底端时,木块和斜面的速度各是多大？     

小球经历的时间为多少

如图,一小球以水平速度v0射向倾角为α的光滑斜面,发生多次碰撞后又回到原入射点。若每次碰撞中无能量损失,球与斜面碰撞时,接触的时间忽略不计,则小球在此阶段共经历的时间为多少?(杨云飞供稿)2003年第12期“趣味竞答”参考答案:理发店2003年第12期“趣味竞答”获奖者名单仇念飞(湖南邵东)熊波(湖南长沙)唐锷(湖南涟源)冯沛(湖南湘乡)陈鼎(湖南汨罗)李平(湖南邵东)2004年第1期“趣味竞答”参考答案如图所示,出手后的球在空中经历了“A—b—C”的过程,设经历时间为t1;以速度v0入手后的球与手一起经历了“C—B—A”的过程,设经历时间为t2。…     

应正确理解“总功”的概念

在初中物理“机械效率”的教学过程中,许多学生不能正确理解“总功”的概念,从而不能正确地计算出机械效率。在学过有关内容以后,我们对学生作了一次测试,其中有这样一道题目: 如图,一重量为G的物体在沿斜面向上的拉力作用下,从斜面底部运动到顶端,设斜面长为L,高为h,拉力为F,物体受到的摩擦力为f,则斜面的机械效率为① Gh/FL.②Gh/(F-f)L.③Gh/(F+f)L.④Gh/fL. 学生选答案①的不足30％,选②或③的占70％以     

从量变到质变

例1 放在光滑水平面上的斜面体,倾角θ=53°,质量为0．2kg的小球用细绳吊在斜面体顶端,如图1所示,斜面体静止时,球紧靠在斜面体上,绳与斜面平行．当斜面体以10m／s^2的加速度向右运动时,求细绳的拉力及斜面体对小球的弹力．（g取10m／s^2）     

竞赛试题一题多解

第 2 1届全国中学生物理竞赛预赛第二题及第六题 ,笔者给出其他的解法以供参考 .例 1 .(第二题 )质量分别为m1和m2 的两个小物块用轻绳连结 ,绳跨过位于倾角α =3 0°的光滑斜面顶端的轻滑轮 ,滑轮与转轴之间的摩擦不计 ,斜面固定在水平桌面上 ,如图 1所示 .第一次 ,m1悬空 ,m2 放在斜面上 ,用t表示m2 自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间 .第二次 ,将m1和m2 位置互换 ,使m2 悬空 ,m1放在斜面上 ,发现m1自斜面底端由静止开始运动至斜面顶端所需的时间是t/3 ,求m1与m2 之比 .图 1图 2图 3　　原参考解答 :第一次 ,两物块受力情况如…     

摩擦力做功的一个有用结论

一、结论的导出如图1所示,重力为G的物体从倾角为θ的斜面图1顶端A处运动到底端B处,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,设斜面长为l,斜面在水平方向上投影BO长为s,则摩擦力做功为Wf1=-f1l=-μGcosθ·l=-μGs,同理,物体以某一初速度从底端自由滑到顶端时,摩擦力所做的功也为-μGs.如果斜面倾角为θ=0°,即斜面变为水平面,当此物体由B点沿此水平面自由滑到O点,摩擦力做功为Wf2 =-f2 s=-μGs.结论　物体沿某一斜面自由滑动(运动方向不变) ,摩擦力对物体所做的功等于物体沿着这段位移在水平方向的投影上自由运动时摩擦力所做的功,皆为Wf=-μG…     

45°角与极值

有趣的是,往往极值条件与45°角有关.一、时间最短例1 如图1所示,质点沿同底、倾角不同的光滑斜面滑下,求下滑时间最短时倾角α的值. 解析:物体沿倾角α的斜面下滑有mgsinα=ma,S=at2/2,S=b/cosα.     

对2016年江苏高考物理第14题的深度剖析

<正>题目:如图1所示,倾角为α的斜面A被固定在水平面上,细线的一端固定于墙面,另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块B相连,B静止在斜面上。滑轮左侧的细线水平,右侧的细线与斜面平行。A、B的质量均为m。撤去固定A的装置后,A、B均做直     

“简谐振动”考题研究

“简谐振动”考题研究何家斌（安徽省滁州市沙河中学，２３９０６０）“简谐振动”是力学中重要的内容之一，其高考要求掌握的程度为Ｂ级，即要求理解它的确切含义及与其它知识的联系，并能运用之对实际问题进行分析、综合、推理和判断．近几年高考中频频出现此类考题，且...