① 物理斜面問題
物體受力分析 重力豎直向下,拉力F,斜面支撐力mgcos37 摩擦力(大多數情況下與運動方向相反)
考慮沿斜面方向 1-3 有F 、重力分力mgsin37、摩擦力μmgcos37 ;4重力分力mgsin37、摩擦力μmgcos37 ;5 F分力Fcos37,重力分力mgsin37、摩擦力μmgcos37
勻速運動,受力平衡 F=重力分力mgsin37+摩擦力μmgcos37
加速運動,ma^2=F-(重力分力mgsin37+摩擦力μmgcos37 )
加速運動,ma^2=重力分力mgsin37+摩擦力μmgcos37
向上max .f+重力分力mgsin37(同圖1) 向下max .f-重力分力mgsin37
勻速Fcos37=重力分力mgsin37+摩擦力μmgcos37 加速Fcos37=重力分力mgsin37+摩擦力μmgcos37+ma^2
② 初三物理斜面公式推導
斜面機械效率的計算:
如果知道斜面的高h、斜面長s,且知道拉力F,那麼:
η=W有/W總=Gh/Fs
這是最常用的公式。
如果知道摩擦力f:
則:η=W有/W總=W有/(W有+W額),且W額=fs,即額外功是克服摩擦做的功
得到:η=Gh/(Gh+fs)
實驗:
① 用彈簧測力計測出木塊的重力G
② 用刻度尺量出斜面的長度S和高度h1
③ 用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F1
④ 改變斜面的傾斜程度,量出斜面的高度h2
⑤ 用彈簧測力計拉木塊做勻速直線運動,讀出拉力F2
以上內容參考:網路-斜面機械效率
③ 物理中的斜面問題
可能有些煩瑣,但請耐心看完。
(1)斜面對物體有摩擦力F、支持力N,當物體靜止或勻速直線運動(處於平衡態)時,F和N合力為豎直向上(整體法,二力平衡)當平行於斜面施力F2
(注意:F2是施在物體上,不是斜面上),F2與支持力N方向垂直,因而支持力大小不受影響,摩擦力大小也不受影響,因而斜面對物體作用力(摩擦力、支持力的合力)的方向還是與靜止時一樣豎直向上,物體對斜面的作用力還是豎直向下,斜面沒有受到水平方向上的力,仍平衡,因此地面沒有摩擦力。
(2)我對答案有意見。物體沿斜面有一個加速度,這個加速度分解(加速度也是矢量,也可以像力一樣分解)後有一個水平的加速度分量。那麼就說明物體水平方向上的一定有[合力}。物體受三個力:重力G,豎直向下的力、斜面對物體的作用力(摩擦力、支持力的合力)。重力G,豎直向下的力方向都豎直向下,那麼這個水平的加速度分量一定由斜面對物體的作用力提供,也就是斜面對物體的作用力可以分解出一個水平分力F。那麼物體也給斜面一個反作用力F,方向也是與地面水平。則斜面要靜止,一定要地面提供摩擦力。摩擦力的方向可以根據相互作用力求出向右。
下面對其它回答進行分析:
1樓回答不全,不加以評論
2樓、5樓都犯了一個同樣的錯誤:受力分析脫離了物體的運動狀態。
其實,第2小題再分析的細一點,可以發現,物體原來一定是靜止的,而不是勻速直線運動,受到了一個豎直向下的力(此力一定較大)後,開始做[加速]運動。為什麼呢?
因為如果物體原來是勻速直線運動,那必有sina=摩擦因數*cosa
那麼再加一個豎直向下的力F,所增加的下滑力為F*sina,所增加的摩擦力為F*摩擦因數*cosa,所增加的下滑力與增加摩擦力相等,物體還會繼續勻速直線運動,而並不是題目中的加速運動。因此,物體原來一定是靜止的。
那靜止的又是什麼情況呢?物體原來靜止,沿斜面受到靜摩擦力、下滑力作用,二力平衡。注意,靜摩擦力沒有固定公式可以計算,只有滑動摩擦力才可以用摩擦力系數*正壓力,即
摩擦因數*cosa*F。但由於是靜摩擦力,所以此時不能像上面那樣得出sina=摩擦因數*cosa 的結論。當施加一豎直向下的力後,產生的總下滑力大於摩擦力,物體才得以加速運動。
(過於詳細的不便全發在這里,篇幅有限。若還不懂,可發消息問我)
因此,2、5樓沒有弄清楚題目的前提,造成錯解。
3樓的結論沒有弄清楚研究的對象,對象混亂。
4樓的結論完全沒有根據,不需討論。
6樓也是沒有看清楚題目的條件,得出「斜面光滑」的錯誤結論
7樓也沒有看到「加速」這一運動狀態,錯解。
這題目有一點與傳統不同:加了豎直向下的力後,物體的運動狀態是加速。這在題目中是很少見的,一般題目中都是繼續保持靜止或勻速直線運動,這樣的話,2、5、7樓的答案就都正確了。