Question

13．如圖甲所示，在兩個(gè)大小相等的力F的作用下，質(zhì)量為m的木塊可在兩相同長(zhǎng)板之間，以v的速度勻速向下滑落，如果保持兩力F的大小、方向不變，能使木塊m以3v的速度勻速向上滑動(dòng)，那么木塊向上的拉力應(yīng)是2mg：在圖乙中，質(zhì)量均為m的A、B在力F的作用下處于靜止，則A對(duì)B的摩擦力為0．（已知量為m，比例常數(shù)用字母g表示）

Answer 1

分析 ①一個(gè)物體在兩個(gè)力作用下能保持靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這兩個(gè)力就是平衡力．根據(jù)物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向判斷物體受到的摩擦力方向，由影響滑動(dòng)摩擦大小的因素判斷摩擦力的大小，由平衡力的知識(shí)，確定重力與摩擦力大小的關(guān)系，最終找到拉力與重力的關(guān)系；
②將AB視為一整體進(jìn)行受力分析，得出木板對(duì)其施加的摩擦力的大小，再將B單獨(dú)進(jìn)行受力分析，根據(jù)B合力的大小，判A相對(duì)于木板的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，同理判斷B相對(duì)于木板的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，從而判斷AB之間的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，最終確定答案．

解答 解：①木塊的受到的重力為G=mg，在豎直方向，當(dāng)木塊在兩個(gè)力的作用下勻速下滑時(shí)，由二力平衡條件可知：重力和摩擦力是平衡力，所以，木塊受到的摩擦力大小為f=G=mg，方向?yàn)椋贺Q直向上；
當(dāng)木塊在兩個(gè)力的作用下以3v的速度勻速上升時(shí)，此時(shí)物體受到的摩擦力豎直向下，
由二力平衡條件可知：向上的拉力與物體向下的重力、向下摩擦力的合力是平衡力，F(xiàn)=G+f′
由影響滑動(dòng)摩擦大小的因素可知：勻速向上和勻速向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)木板對(duì)物體的壓力、接觸面的粗糙程度不變；
所以f=f′，則F=G+f=2G=2mg．
②將AB視為一個(gè)整體，因靜止，在豎直方向上受到平衡力的作用，分別是豎直向下的重力2mg和兩個(gè)木板分別對(duì)其施加的豎直向上的摩擦力的作用，因AB均受到壓力F的作用，且接觸面的粗糙程度相同，所以這兩個(gè)摩擦力大小相等，設(shè)每塊木板對(duì)這個(gè)整體的摩擦力為f_上，所以有2f_上=2mg，所以f_上=mg；
以B為受力分析對(duì)象，B受到豎直向下的重力mg的作用，受到木板對(duì)B施加的豎直向上的力f_上=mg，這兩個(gè)力為平衡力，物體B相對(duì)于右木板處于靜止?fàn)顟B(tài)，同理，判斷出A相對(duì)于左木板也處于靜止?fàn)顟B(tài)，AB之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以A對(duì)B施加的摩擦力為0．
故答案為：2mg；0．

點(diǎn)評(píng) 本題應(yīng)用二力平衡、摩擦力產(chǎn)生的條件、摩擦力的方向、影響摩擦力大小的因素分析解決實(shí)際問題，第1問解題的關(guān)鍵是正確判斷摩擦力的方向和大��；第2問的關(guān)鍵是先運(yùn)用整體的思想，再用分割的思想解題，難度大，體現(xiàn)了初高中物理知識(shí)的銜接．