#高中物理#
一、动力分配原理的基本模型
如图甲所示,A、B两木块的质量分别为mA、mB,在水平推力F作用下沿水平面向右加速运动,重力加速度为g。
(1)若水平地面光滑,则A、B间的弹力为多大?
(2)若水平地面粗糙(两木块与水平面间的动摩擦因数均为μ),则A、B间的弹力为多大?
如图乙所示,若把两木块放在固定斜面(斜面倾角为θ)上,
(3)若斜面光滑,在方向平行于斜面的推力F作用下沿斜面向上加速,则A、B间的弹力为多大?
(4)若斜面粗糙(动摩擦因数均为μ),则A、B间的弹力为多大?
可证(证明过程附后),四种情况下A、B间的弹力均为
火车的多节车厢就是连接体二、动力分配原理
如上,水平地面光滑、水平地面粗糙、斜面光滑、斜面粗糙,包括竖直向上(视为斜面倾角θ=90°的特例)五种情况,A、B间的弹力均满足FN′=
如果将外力F看做是系统整体的总动力,那么,AB之间的弹力就可以看作是系统的另外一部分(没有直接受到外力F的作用),按照质量比分配得到的分动力,我们将此称之为动力分配原理。
拓展应用:AB之间的作用力,除了如上图相互的挤压力,也可以是拉力(二者以绳或弹簧相连接),还可是AB通过叠加或接触产生的二者之间的摩擦力。只要满足AB间的分动力与总动力方向相同,均可使用。
三、例题选讲
06:59例1:如图所示,50个大小相同、质量均为m的小物块,在平行于斜面向上的恒力F作用下一起沿斜面向上运动。已知斜面足够长,倾角为30°,各物块与斜面的动摩擦因数相同,重力加速度为g,则第5个小物块对第6个小物块的作用力大小为( )
常规解法:按照连接体问题的一般解题思路,先整体后隔离分两步求解。
先整体,以50个小物块组成的整体为研究对象,由牛顿第二定律得:
答案:
A
02:34
例2:如图1-4,质量为m的物体A放置在质量为M的物体B上,B与弹簧相连,它们一起在光滑水平面上做简谐振动,振动过程中A、B之间无相对运动,设弹簧的劲度系数为k,当物体离开平衡位置的位移为x时,A、B间摩擦力f的大小等于()
03:01例3:(江苏高考)如图所示,一夹子夹住木块,在力F作用下向上提升.夹子和木块的质量分别为m、M,夹子与木块两侧间的最大静摩擦力均为f.若木块不滑动,力F的最大值是()
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