附滑块的斜面体受地面静摩擦力方向判断

发布时间：2022-02-14 11:55

　　由于传统方法在应用过程中没有考虑到附滑块在斜面体的运动状态,导致传统方法判断精度较低。为此提出附滑块的斜面体受地面静摩擦力方向判断。附滑块在斜面体上向下滑动时,斜面体受地面静摩擦力方向判断主要根据附滑块自由下滑时的运动状态决定,利用力的合成法对附滑块在斜面体上匀速、加速、减速三种向下滑动状态进行合力分析,然后根据牛顿定律以及滑动摩擦力规律判断出三种状态下静摩擦力方向。根据实验证明,此次提出方法判断精度优于传统方法,能够满足附滑块的斜面体受地面静摩擦力方面判断精度需求。 

【文章来源】：潍坊工程职业学院学报. 2020,33(06)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

附滑块在斜面体匀速运动时受力分析图

附滑块在斜面体上做加速运动时，斜面体此时保持静止状态，此时附滑块受自身重力、斜面体支持力和摩擦力三种力共同作用。根据牛顿第三定律可知，附滑块此时斜面体支持力f与自身重力N的合力只有偏离垂直方向向左，才能保证摩擦力、自身重力和斜面体给予的弹力三力的合力方向a与附滑块加速运动方向v同沿斜面体向下方向[5]。根据牛顿第二定律可知，附着滑块对斜面体的作用力此时一定偏离垂直方向的右侧。根据平衡条件，此时附滑块的斜面体会产生受地面静摩擦力。从上文提到的滑动摩擦力规律可知，附滑块摩擦力与支持力的比值是一个常数k，恒等于静摩擦因数，说明附滑块支持力f与摩擦力的合力方向如图2所示已经发生一定偏离，根据牛顿第二定律可知，附滑块对斜面体的作用力一定偏离垂直方向的右侧，所以根据平衡条件，此时附滑块的斜面体受立面静摩擦力方向与合力方向相反。

当附滑块在斜面体上做减速运动时，其受力情况如图3所示。当附滑块在斜面体上做减速向左下运动时，此时斜面体保持静止状态，附滑块受自身重力、斜面体支持力、与斜面体表面摩擦力三种力作用，根据牛顿第三定律，可知此时附滑块支持力与重力的合力只有偏离垂直方向向右，才能保证重力N、摩擦力以及支持力三种力的合力方向与减速方向相同[6]。结合牛顿第二定律可知，附滑块的斜面体的作用力此时一定偏离垂直方向的左侧，所以根据平衡条件，当附滑块在斜面体上做减速下滑运动时，斜面体会产生受地面静摩擦力，根据力的合成法对其方向进行判断。

【参考文献】：
期刊论文
[1]刍议“相对”是理解摩擦力的核心[J]. 吴庆华.  中国校外教育. 2020(06)
[2]带有滑块的斜面体是否受地面静摩擦力作用的快速判断[J]. 刘朝明.  物理通报. 2019(09)
[3]导致悖论问题情境创设在摩擦力方向判断中的应用[J]. 张乾锋.  中学物理教学参考. 2019(08)
[4]基于剪切敏感液晶涂层的壁面摩擦力矢量场全局测量方法[J]. 赵吉松.  航空科学技术. 2019(02)
[5]用全反力巧解斜面体受水平面静摩擦力的方向[J]. 唐焱.  物理通报. 2018(S1)
[6]主动力信息足以确定静摩擦力的指向吗?[J]. 陈奎孚,姚海蓉,张云文.  物理与工程. 2018(04)



本文编号：3624503