Question

在下图的各图中，物体的接触面均粗糙．请对各图中A物体与其他各物体的接触面间有无摩擦力及其方向做出判断．

(1)图(A)中，A，B，C，D是四个完全相同物块，通过两侧夹板挤紧在一起，竖直放置；

(2)图(B)中，A是一个无底的圆筒，放在水平面上，其内有三个相同的小球恰与A筒的内壁良好相切，现将A筒由静止状态沿竖直方向缓慢提起(筒高大于球的半径)；

(3)图(C)中，传送带B以恒定速度匀速运动，物块A以初速度滑上B的表面，＞，且传送带足够长；

(4)图(D)中，小球A和B质量分别为，其间用轻绳相连，静止于球面C上．

 

Answer 1

图中的各图中A物所受的摩擦力分别为：(1)图(A)中，A物块只受D的静摩擦力，方向竖直向上．(2)图(B)中，A物不受摩擦力作用，即当向上提起A筒时，三个小球状态不变．(3)图(C)中，A先受B的滑动摩擦力，水平向右；A与B同速后，摩擦力不再存在．(4)图(D)中：讨论三种情况．①A与B各自沿球面下滑力恰相等时()，A既无上滑趋势也无下滑趋势，故A与球面C间不存在摩擦作用．②当A沿球面向下滑的力大于B沿球面向下滑的力()，A将有沿球面下滑趋势，所受静摩擦力沿球面的切线向上．③当A沿球面向下滑的力小于B沿球面向下滑的力时，恰与②相反，A受静摩擦力沿球面的切线向下．

  

解析:

正确进行判定就必须熟练掌握和使用摩擦力产生的条件．其条件是：物体接触面粗糙；物体间有接触形变，即有弹力作用；沿接触面有相对运动或有相对运动趋势．上述条件缺一不可．摩擦力方向总跟接触面相切，并且跟物体的相对运动或相对运动趋势相反．

(1)(A)图，很显然属于静摩擦问题．A，B，C，D相对地面都有竖直向下的运动趋势，但由于A和B位置对称，故它们之间却并不存在相对运动趋势，即A与B间不会产生摩擦力．

(2)图(B)中，由于A筒与三个小球间只是接触并没有挤压作用(撤去A筒也不会破坏小球的状态)，不具备产生摩擦力的条件．

(3)图(C)中，v₁>v₂,在A刚刚滑上B的开始一段运动中，A与B之间存在相对运动，故A，B之间存在滑动摩擦力．由于A相对B运动向左，所以B给A的摩擦力沿水平向右．由于传送带足够长，经一段运动后，A的速度必会增大至与B相等，此后A与B之间将不会再发生摩擦作用．

(4)图(D)中，关于A相对于C球的运动趋势，有三种可能：①恰好没有滑动趋势；②A有沿球面向上滑动趋势；③A有沿球面向下的滑动趋势，故摩擦力也有三种可能．

　

图中的各图中A物所受的摩擦力分别为：(1)图(A)中，A物块只受D的静摩擦力，方向竖直向上．(2)图(B)中，A物不受摩擦力作用，即当向上提起A筒时，三个小球状态不变．(3)图(C)中，A先受B的滑动摩擦力，水平向右；A与B同速后，摩擦力不再存在．(4)图(D)中：讨论三种情况．①A与B各自沿球面下滑力恰相等时()，A既无上滑趋势也无下滑趋势，故A与球面C间不存在摩擦作用．②当A沿球面向下滑的力大于B沿球面向下滑的力()，A将有沿球面下滑趋势，所受静摩擦力沿球面的切线向上．③当A沿球面向下滑的力小于B沿球面向下滑的力时，恰与②相反，A受静摩擦力沿球面的切线向下．