高一物理:摩擦力优先问题

摘要:平板小车上固定一竖直杆,小物块通过一根恰好伸直的细线与杆相连,细线与杆间的夹角θ=37°。已知物块的质量m=2kg,物块与平板车间的动摩擦因数为μ=0.4,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10 m/s²,sin 37°=0.6, cos 37°=

例题:如图所示,

平板小车上固定一竖直杆,小物块通过一根恰好伸直的细线与杆相连,细线与杆间的夹角θ=37°。已知物块的质量m=2kg,物块与平板车间的动摩擦因数为μ=0.4,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度取g=10 m/s²,sin 37°=0.6, cos 37°=0.8。当物块随小车一起向右做匀加速直线运动时,下列说法正确的是(D)

A.加速度越大,细线对物块的拉力越大

B当加速度a=3m/s²时,细线对物块的拉力大小为10N

C.当加速度a=7m/s²时,细线对物块的拉力大小为10√2N

D.当加速度a=10m/s²时,细线对物块的拉力大小为20√2N

【解析】当加速度较小,由静摩擦力提供物块的加速度时,加速度增大,静摩擦力增大,细线拉力为零且不变;当达到最大静摩擦力时,物块受力如图甲;加速度再增大,细线上出现拉力,并随加速度的增大而增大,物块对平板车的压力减小;当压力减小到零时,物块与平板车间的摩擦力也为零,物块受力如图乙;加速度继续增大,物块将脱离平板车。

这里,先由摩擦力产生加速度,而绳子是空闲的,这让人困惑,绳子为什么没有拉力,一般解释是绳子拉力需要形变,也就是物体已经产生了位移,这时早就是滑动摩擦力了。事实上是有争论的,但只是为做题而做题而已。

来源:小牛物理

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