斜面上一个物体的平衡问题

问题:斜面上放一貭量为m的物体,静止不动。在考虑摩擦力的情况下,重力分力P_1与静摩擦力f_r虽然大小相等、方向相反,但不在一直线上,为什么能平衡呢?图1所表示的物体受力情况正确吗?在什么情况下才能这样表示?如果将斜面逐渐抬高,物体在什么条件下开始滑动而不翻转?又在什么条件下翻转而不滑动?等等。新教师回答这些问题时遇到了困难。现在分析如下: 对于一个不能看作成为貭点的物体来说,图1的分析是不正确的。物体在斜面上的平衡不是受了两对正交力的作用,而是受到两对力偶的作用(图2)。一对力偶是重力分力P_1与静     

对重力在斜面上分力的探讨

全国中等卫生学校教材《物理学》第三版第 13页〔例题〕和第 15页〔例题 2〕 (原题见该教材 )中 ,关于斜面上的重力Ｇ分解为下滑力Ｆ1 ,和正压力Ｆ2 (如图所示 ) ,笔者认为把重力的分力Ｆ2 称之为正压力是错误的 .理由是 :1.重力的分力Ｆ2 和正压力是两种性质不同的力 .因为重力是属于万有引力 ,是由于地球的存在对放在它周围的物体能产生吸引的力 ,不论这个物体在地面上还是在空中 ,它的作用是要把一切物体拉向地面 .当一个物体放在斜面上时 ,物体受到竖直向下的重力作用 ,但它并不竖直下落 ,而是沿着斜面下滑 ,同时压紧斜面 ,即 :重力Ｇ分…     

螺旋的摩擦

高中教本中關於螺旋的摩擦問題講得比較簡略,特别是對於“……要想固定得牢,就必須把螺距做得小,讓螺紋的縱截面成三角形,因為三角形的摩擦力比較大……”一段,教师们也發生這樣的疑問:為什么三角螺纹的摩擦力要比較大呢?雖然在中學階段,關於這一点沒有对学生詳細說明的必要,但是教師本身却是需要搞清楚這個道理,這里擬就方螺紋螺旋和三角螺紋螺旋的摩擦的問題,作一簡單介紹,以供參考。螺旋事實上就是繞在圓柱上的斜面,沿圓柱周圍所形成螺旋的曲線叫螺紋,如果它的截面成長方形的叫方螺紋螺旋,截面成三角形的叫三角螺紋螺旋,螺紋有突出部分和凹陷部分,突出部分叫螺旋頂,凹陷部分叫螺旋底,兩相     

斜面上一个物体的平衡问题

问题:斜面上放一质量为m的物体,静止不动。在考虑摩擦力的情况下,重力分力P_1与静摩擦力f_1虽然大小相等、方向相反,但不在一直线上,为什么能平衡呢?图1所表示的物体受力情况正确吗?在什么情况下才能这样表示?如果将斜面逐渐抬高,物体在什么条件下开始滑动而不翻转?又在什么条件下翻转而不滑动?等等,新教师回答这些问题时遇到了困难。现在分析如下:     

斜面上物体重力分解实验

此实验利用二只拉压测力计定量测出在斜面上物体的重力沿斜面和垂直斜面的二个分力。实验的直观性较强,并能定量计算进行验证。实验装置实验所用器材:拉压测力计二只、铁架台二台、铁夹二个、垂直夹二个、小车一辆、长玻璃板一块(约为60×10×0.3cm~3)、木板一块、量角器一只、小重锤一个、绞链一个。装置如图所示。图中1是用绞链连在长     

斜面摩擦与自锁现象

如图1所示，把质量为m的物体A铅直压在斜面上，慢慢增大斜面的倾角θ，当倾角增大到一定程度时，物体开始下滑，斜面上物体受力如图所示，除铅直压力F外，还有重力G，斜面的支持力N和摩擦力f．物体刚开始下滑时，静摩擦力最大为fmax=μ0N(μ0为斜面与物体的静摩擦因数)．     

三角螺紋螺旋的摩擦大于方形螺紋螺旋的摩擦的簡单說明和实驗

現行高中物理課本提到,“螺紋截面是三角形的螺旋(即三角螺紋螺旋)的摩擦比螺紋截面是矩形的螺旋(即方螺紋螺旋)的摩擦大”,学生往往要问为什么?如果教师仅回答說,这个問題理論上比較深,在中学里不容易讲,学生会感到失望的。对于这个問題的解释,一般机械原理书中多半說成是:三角螺紋螺旋,比起方螺纹螺旋說来,好象摩擦系数μ变大为μ/cosβ了(β是螺紋尖角的半角)。这种說法,是从作用于螺旋的动力跟阻力的关系式得来的,仅是数     

对一道安培力题目的解法质疑

在高三很多物理复习资料上都有如下题目． 在倾角为θ的斜面上，放置一段通有电流I，长度为L，质量为m的导体棒a（通电电流方向垂直纸面向里），如图1所示．棒与斜面间摩擦因数μ＜tanθ，欲使导体棒静止在斜面上，所加匀强磁场日的最小值是多少？如果要求导体棒静止在斜面上且对斜面无压力，则所加匀强磁场磁感强度又如何？     

力的分解的演示

在高中力学部份讲到力的分解时,学生是很不容易体会出分力的方向。为了使学生能直接而明显的观察分力的方向,我装置了一个演示高一课本(1956年版)第68图的塔式起重机底悬梁和钢索上的分力的一个实验。整个装置如图1,M是一片从蓝球胆上剪下来的胶皮,用按钉固定在竖板上,K处挖一缺口,也用按钉     

第七届非物理类专业大学物理竞赛试题及解答(1990北京)试题

一、选择题(20分)1.如图1所示,一倾角为θ的斜面放置在光滑桌面上,斜面上放一木块,两者间的摩擦系数为μ(相似文献   

物体惯性演示实验的改进

初中物理上册第54节关于惯性的演示实验,按课本所指示是“把一个木块直立在小车上,让小车沿着斜面向下运动(图88),当小车遇到障碍物突然停止的时候,车上的木块就向前倒下(图89)”。这个实验还不能彻底说明物体的惯性。因为学生认为,小车沿着斜面向下运动时,直立在小车上的木块已经向前倾斜,当小车遇到障碍物突然停止时,车上的木块已经向前倾斜,必然会向前倒下。他们怀疑如果小车沿着水平方向或沿着斜面向上运动,当小     

普通物理课程中一道力学选择题的教学讨论

针对普通物理的一道摩擦力对斜面上物体做功的力学选择题,从简单到一般分别进行了讨论,分析发现如果不考虑物体垂直斜面方向的运动,在斜面的高度和水平长度均相同的情况下,只要斜面与物体间的摩擦因数相同,无论斜面是直的还是凹下或是凸起,摩擦力所做功都是相同的.如果考虑物体垂直斜面方向的运动,摩擦力对凸起斜面上的物体所做的功小于摩擦力对直斜面上物体所做的功,摩擦力对凹下斜面上的物体所做的功大于摩擦力对直斜面上物体所做的功。同时选择特殊情况对有关的微分、积分方程进行了求解,利用计算机作图技术对微分方程的求解结果分别不同情况、不同的摩擦系数进行了讨论,发现微分方程求解的结果中有些是与物理事实不符,分析了其中的原因。     

斜面小车摩擦阻力的测试

中学生使用斜面小车做验证牛顿第二定律的实验时,由于摩擦阻力的存在,不得不考虑用一种方法来克服它。一般是将斜面不带滑轮的一端垫高,使小车在斜面上能作匀速运动,即用小车下滑力来平衡摩擦阻力(包括纸带及打点所产生的阻力)。这个摩擦阻力究竟有多大?一种方法是将斜面放置水平,然后加砝码测小车作匀速运动所需要的力,即为摩擦阻力。下面介绍用回归法测摩擦阻力,供参考。     

力矩教学剖析

力矩在物理课教学中占有举足轻重的地位．力矩的概念并不难理解，但应用起来却涉及到很多知识点，且能翻出不少新花样．让我们来看下面的问题：放在地面上的板条箱(如图)，受到R=120N力的作用．试求该力对点A的力矩：(1)根据力臂计算；(2)根据该力在作用点B处的分力计算；(3)根据该力在作用线上其它某一适当点处的分力计算．     

斜面上颗粒物质冲击力的实验研究

通过实验研究了颗粒在斜面上的流动现象,考察了同一倾角下,颗粒流动产生的冲击力F与颗粒直径D和滑移距离L的关系,并给出了在垂直于颗粒流动方向的横截面上,饱和冲击力Fb的分布.     

对2011年高考江苏物理试卷第9题的再探讨

1问题的提出【题目】(2011年高考江苏物理试卷第9题)如图1所示,倾角为α的等腰三角形斜面固定在水平面上,一足够长的轻质绸带跨过斜面的顶端铺放在斜面的两侧,绸带与斜面间无摩擦.现将质量分别为M,m(M>m)的小物块同时轻放在斜面两侧的绸带上.两物块与绸带间的动摩擦因数相等,且最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等.在α角取不同值的     

巧用圆讨论力的合成和分解问题

力的合成与分解遵循平行四边形定则或三角形定则,有时巧用圆可以有效地讨论有关力的合成和分解的解数、极值、大小和方向等问题.1求解数【例1】如图1,已知合力F和一个分力F1的方向以及另一个分力F2的大小(F2的大小可根据解题需要自取),问F可以分解为几组分力?     

斜面上一物体平衡时的力图应怎样画?

根据斜面上一物体的平衡条件可知,力图的正确画法应如图1所示。图1虽然正确无误,但画起来很不方便,有必要将其进行合理的简化。根据力学公理:作用在刚体上任意点A的力与作用在另一点B的同样的力(大小和方向都相同)加上一个矩为r_(BA)·F_A的力偶等效,即作用在A点的力F_A所产生的效果,等于作用在B点的力F_B加上力偶[F_A,F_B']所产生的效果。其中F_B=F_A,F_B'=-F_B,F_A和F_B'的力偶矩m_B(F_A)=r_(BA),F_A(如图2)。根据上面的公理,物体和斜面间的摩擦力f可以用作用在物体重心C上的力f_c(f_c=f)和力偶[f,f_c'(其中f_c'=-f_c)来代替而不改变力的作用效果(如图3)。     

力的分解的一個实际应用

一個物体上的某一點,同時受到兩個力作用時,这兩個力合成一個合力,合力的大小和方向可以按照力的平行四边形法則求出:即合力的大小和方向可以用表示这兩個力的線段作鄰接边所作成的平行四边形的对角線來表示。反过來,一個單独的力作用在物体上時,也可以分解成兩個分力。但是,一個力是可以分解成無数对分力的;因为把这個力当作对角線,可以作出無數個平行四边形来,而每一個平行四边形的兩條鄰接边都可以認為是这個力的分力。因此还必須根据問题所給的條件,才能决定一個力的分力。譬如,問题中已經規定了兩個分力的方向。那么,以这個力作為对角線时,就只能够作出一個平行四边形來,在这种情形下,兩个分力是完全确定了的。     

对牛顿第二定律实验的改进

现行高中物理教材中牛顿第二运动定律演示实验是在两个斜面板上通过两个小车后边分别拖着的两条细绳,经一个铁夹制动来进行实验的。这个实验存在的问题是:(1)由于两个小车运动的平面几乎与同学视线相平行,所以不便于学生直接观察比较两小车运动的位移。(2)用一个铁夹通过夹住两小车后边拖着的两条绳子对小车制动,往往容易造成失控而不能同时制动,影响实验效果。(3)小车一旦失控又容易从斜面板上掉落而碰坏小车,