Question

高中物理中的相对运动

一轻绳吊着粗细均匀的棒，棒下端离地面高H，上端套着一个细环．棒和环的质量均为m，相互间最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg (k>1)．断开轻绳，棒和环自由下落．假设棒足够长，与地面发生碰撞时，触地时间极短，无动能损失．棒在整个运动过程中始终保持竖直，空气阻力不计：
为什么老师说最大静摩擦力等于滑动摩擦力kmg(k>1)． 所以细环一开始就没有相对滑动，而是和棒一起做自由落体呢？

谁能详细地分析一下

Answer 1

分析：断开绳之前摩擦力大于动力（k>1），所以环不动。首先断开绳时，环和棒是同时处于失重状态，由牛顿定理可知，此时整体作自由落体运动。当同时着地后。棒停止运动，环做继续向下运动，此时摩擦力才是滑动摩擦力。

Answer 2

环原来受2个力作用，重力、摩擦力，因而保持静止。
当棒自由下落时，环肯定不会比棒下落的快。

是否会比棒下落的慢呢，我们看看，假设环比棒下落的慢，它们开始之间的运动关系发生变化，由环相对棒有向下滑动的趋势，变为环相对棒向上滑动，在这个变化的过程中，势必有一个环相对棒没有运动、也没有运动趋势的过程，这时环仅仅受重力作用，因此它的加速度就是重力加速度，和棒一样，所以环和棒一起做自由落体运动。

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