(1)滑(hua)動摩擦力(li):一個物體(ti)在另(ling)(ling)一個物體(ti)表面(mian)上(shang)相當于另(ling)(ling)一個物體(ti)滑(hua)動的(de)時候,要受到另(ling)(ling)一個物體(ti)阻礙(ai)它(ta)相對滑(hua)動的(de)力(li),這(zhe)種力(li)叫做滑(hua)動摩擦力(li)。
說明:①摩擦力的產生(sheng)是由于物體表面不光滑(hua)造成的。
②摩擦力具有相互性。
ⅰ滑(hua)動摩(mo)擦力的產生條件:A.兩個物體相(xiang)互接(jie)觸(chu);B.兩物體發生形變;C.兩物體發生了相(xiang)對滑(hua)動;D.接(jie)觸(chu)面不光滑(hua)。
ⅱ滑(hua)動摩擦力(li)的方向(xiang):總跟接(jie)觸面相(xiang)切,并跟物(wu)體(ti)的相(xiang)對運動方向(xiang)相(xiang)反(fan)。
說(shuo)明(ming):①"與(yu)相(xiang)對(dui)運動(dong)方向相(xiang)反"不能等同于"與(yu)運動(dong)方向相(xiang)反"
②滑動摩擦力(li)可(ke)能起(qi)動力(li)作用,也可(ke)能起(qi)阻(zu)力(li)作用。
ⅲ滑(hua)動摩擦力的大小:F=μFN
說明:①FN兩(liang)物體表面間的壓力,性質(zhi)上(shang)屬于彈力,不(bu)是重力。應具體分(fen)析(xi)。
②μ與接觸(chu)面的材料、接觸(chu)面的粗糙程度有關,無單位(wei)。
③滑(hua)動摩擦力大小(xiao)(xiao),與相對(dui)運動的速度大小(xiao)(xiao)無關(guan)。
ⅳ效(xiao)果(guo):總(zong)是(shi)(shi)阻(zu)礙(ai)物(wu)體間的相(xiang)對運動,但并不總(zong)是(shi)(shi)阻(zu)礙(ai)物(wu)體的運動。
ⅴ滾(gun)動摩擦(ca)(ca):一個物(wu)體在另一個物(wu)體上滾(gun)動時產生的摩擦(ca)(ca),滾(gun)動摩擦(ca)(ca)比(bi)滑(hua)動摩擦(ca)(ca)要小得(de)多(duo)。
(2)靜摩擦力:兩相對靜止的相接觸的物(wu)體間(jian),由于存在相對運動的趨(qu)勢而產(chan)生的摩擦力。
說明:靜摩擦力的作(zuo)用具有(you)相互性。
ⅰ靜摩擦力的產生條件:A.兩(liang)物(wu)體(ti)相(xiang)(xiang)接觸;B.相(xiang)(xiang)接觸面不光滑;C.兩(liang)物(wu)體(ti)有(you)形變;D.兩(liang)物(wu)體(ti)有(you)相(xiang)(xiang)對運(yun)動趨勢。
ⅱ靜摩擦力的(de)方向(xiang):總(zong)跟(gen)接觸(chu)面相切(qie),并總(zong)跟(gen)物體的(de)相對運動趨勢相反。
說明:①運動的(de)物體可以受到靜摩擦力(li)的(de)作(zuo)用。
②靜摩擦(ca)力的方向(xiang)可以與運動方向(xiang)相同,可以相反,還可以成(cheng)任一(yi)夾角θ。
③靜摩(mo)擦力可以是阻力也(ye)可以是動力。
ⅲ靜摩擦(ca)力的大小:兩物體(ti)間的靜摩擦(ca)力的取值范圍0
說明(ming):①靜摩擦力(li)是被動(dong)力(li),其作用(yong)是與使物(wu)體(ti)產生運動(dong)趨勢(shi)的(de)力(li)相平(ping)衡,在取值(zhi)范圍內是根據物(wu)體(ti)的(de)"需要(yao)"取值(zhi),所以與正(zheng)壓力(li)無關。
②靜(jing)摩擦力(li)(li)大(da)小決定于正壓力(li)(li)與靜(jing)摩擦因數(選(xuan)學(xue))Fm=μsFN。
ⅳ效果:總是阻礙物體間的(de)相對運(yun)動的(de)趨(qu)勢。
對物(wu)體(ti)進行受力分析是解決(jue)力學問(wen)題的(de)基礎(chu),是研(yan)究(jiu)力學的(de)重要方(fang)法,受力分析的(de)程序是:
1.根據題(ti)意選(xuan)(xuan)取(qu)適當的(de)(de)研究(jiu)(jiu)對(dui)(dui)象(xiang)(xiang),選(xuan)(xuan)取(qu)研究(jiu)(jiu)對(dui)(dui)象(xiang)(xiang)的(de)(de)原則是(shi)(shi)要使對(dui)(dui)物(wu)體的(de)(de)研究(jiu)(jiu)處理盡量簡便,研究(jiu)(jiu)對(dui)(dui)象(xiang)(xiang)可以(yi)是(shi)(shi)單個(ge)(ge)物(wu)體,也可以(yi)是(shi)(shi)幾個(ge)(ge)物(wu)體組成的(de)(de)系統。
2.把研(yan)究對(dui)象從周圍的環境中隔離出(chu)來(lai),按照先場力(li)(li),再接觸力(li)(li)的順序對(dui)物(wu)體進行受(shou)力(li)(li)分析(xi),并畫出(chu)物(wu)體的受(shou)力(li)(li)示(shi)意圖,這種方法(fa)常稱為(wei)隔離法(fa)。
3.對(dui)物體受力分析時,應注意一下幾點:
(1)不要把研究對象所受的(de)(de)力與(yu)它(ta)對其它(ta)物體的(de)(de)作用力相混淆。
(2)對于作用在物體上的每一(yi)個力都必須明確(que)它(ta)的來源(yuan),不能無中生有。
(3)分析(xi)的是物(wu)體受哪些"性(xing)質力(li)",不要把"效果(guo)力(li)"與"性(xing)質力(li)"重復分析(xi)。
基本要求:
1.知道(dao)靜(jing)摩(mo)擦力的產生條件(jian),會判斷(duan)靜(jing)摩(mo)擦力的方向(xiang).
2.通過實驗探究靜(jing)摩擦(ca)力(li)的(de)大小,掌握靜(jing)摩擦(ca)力(li)的(de)值(zhi)及變化范圍.
3.知道滑動摩擦力的產生條件,會判斷(duan)滑動摩擦力的方向.
4.會運用(yong)公式(shi)F=μFN計(ji)算滑動摩擦力的大小.
5.知道動(dong)摩(mo)擦(ca)因(yin)數(shu)無(wu)單(dan)位,了解動(dong)摩(mo)擦(ca)因(yin)數(shu)與哪些因(yin)素有關(guan).
6.能用二力平衡條(tiao)件(jian)判斷靜摩擦力的大(da)小和方向(xiang).
1.摩(mo)擦力(li)方(fang)向的判斷
(1)滑動摩擦力方(fang)向的判斷方(fang)法
滑(hua)動(dong)摩(mo)擦力(li)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)總跟(gen)(gen)接觸面(mian)相切,并且跟(gen)(gen)物體(ti)的(de)(de)(de)相對運(yun)(yun)(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)相反.不(bu)難(nan)看出,判斷滑(hua)動(dong)摩(mo)擦力(li)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)關鍵是判斷“相對運(yun)(yun)(yun)動(dong)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)”.要(yao)做到這一(yi)點不(bu)是很難(nan),因為(wei)物體(ti)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)動(dong)是比較直觀的(de)(de)(de),但(dan)千萬(wan)不(bu)要(yao)認為(wei)“相對運(yun)(yun)(yun)動(dong)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)”是物體(ti)相對于(yu)地面(mian)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang),這是初學者容(rong)易犯的(de)(de)(de)一(yi)個錯(cuo)誤.所謂的(de)(de)(de)“相對運(yun)(yun)(yun)動(dong)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)”是指“受(shou)力(li)物體(ti)”相對于(yu)“施力(li)物體(ti)”的(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang).例如,你在運(yun)(yun)(yun)動(dong)的(de)(de)(de)汽(qi)(qi)車(che)上推動(dong)箱子時,箱子受(shou)到的(de)(de)(de)滑(hua)動(dong)摩(mo)擦力(li)的(de)(de)(de)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)與箱子相對于(yu)汽(qi)(qi)車(che)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)(yun)動(dong)方(fang)向(xiang)(xiang)(xiang)相反.
(2)靜摩擦力方(fang)向(xiang)的判(pan)斷方(fang)法
靜(jing)摩(mo)擦力的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)總(zong)跟接觸面相切,并且跟物體相對(dui)運動趨(qu)(qu)勢(shi)的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)相反.當然這里的(de)關鍵也(ye)是判(pan)斷(duan)(duan)“相對(dui)運動趨(qu)(qu)勢(shi)的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)”,而相對(dui)運動趨(qu)(qu)勢(shi)的(de)方(fang)向(xiang)(xiang)又難以判(pan)斷(duan)(duan),這就使(shi)靜(jing)摩(mo)擦力方(fang)向(xiang)(xiang)的(de)判(pan)定(ding)成為(wei)一個難點.同學們可以采用下列方(fang)法判(pan)斷(duan)(duan)靜(jing)摩(mo)擦力的(de)方(fang)向(xiang)(xiang):
①用假設法(fa)判斷(duan)靜摩擦(ca)力(li)(li)(li)的(de)方(fang)(fang)向(xiang),我(wo)們可以假設接觸面是光滑的(de),判斷(duan)物(wu)體(ti)將向(xiang)哪(na)滑動,從而確(que)定相(xiang)對(dui)運動趨勢的(de)方(fang)(fang)向(xiang),進而判斷(duan)出靜摩擦(ca)力(li)(li)(li)的(de)方(fang)(fang)向(xiang).②根據物(wu)體(ti)的(de)運動狀態判斷(duan)靜摩擦(ca)力(li)(li)(li)的(de)方(fang)(fang)向(xiang)
2.摩擦力大小(xiao)的確定
(1)滑動(dong)摩擦力的大小
滑動摩擦力(li)的(de)大(da)小遵循關系式F=μFN,式中的(de)FN是兩個物(wu)體(ti)(ti)表面(mian)間的(de)壓力(li),稱(cheng)為正壓力(li)(垂直(zhi)于接觸面(mian)的(de)力(li)),性(xing)質上(shang)屬于彈力(li),它不是物(wu)體(ti)(ti)的(de)重力(li),許多情況下需結合物(wu)體(ti)(ti)的(de)平衡條件加(jia)以(yi)確定;
式中(zhong)的(de)(de)μ為動(dong)(dong)摩擦因數,它的(de)(de)數值跟相互接觸的(de)(de)兩個物體(ti)的(de)(de)材料和接觸面的(de)(de)粗糙程度有(you)關,與(yu)兩物體(ti)間的(de)(de)正壓力及是否發生相對滑動(dong)(dong)無關,μ沒有(you)單位.
滑動(dong)摩擦力(li)的(de)(de)大小(xiao)與物體間接觸面積(ji)的(de)(de)大小(xiao)無關(guan),與物體的(de)(de)運(yun)動(dong)性質無關(guan),與相(xiang)對運(yun)動(dong)的(de)(de)速度大小(xiao)無關(guan),只要出現相(xiang)對滑動(dong),滑動(dong)摩擦力(li)恒為(wei)F=μFN.
(2)靜(jing)(jing)摩(mo)(mo)擦(ca)力(li)(li)的(de)(de)(de)大(da)小靜(jing)(jing)摩(mo)(mo)擦(ca)力(li)(li)的(de)(de)(de)大(da)小隨(sui)推力(li)(li)的(de)(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)而增(zeng)(zeng)大(da),所以靜(jing)(jing)摩(mo)(mo)擦(ca)力(li)(li)的(de)(de)(de)大(da)小由外(wai)部因素決定,一般應(ying)根據物體的(de)(de)(de)運動(dong)狀態來確定其(qi)大(da)小.目前可根據初(chu)中二力(li)(li)平衡知識(shi)求(qiu)解(jie)靜(jing)(jing)摩(mo)(mo)擦(ca)力(li)(li).當人的(de)(de)(de)水平推力(li)(li)增(zeng)(zeng)大(da)到(dao)(dao)某一值(zhi)時(shi)(shi),物體就要滑動(dong),此時(shi)(shi)靜(jing)(jing)摩(mo)(mo)擦(ca)力(li)(li)達到(dao)(dao)值(zhi),我們把它叫做靜(jing)(jing)摩(mo)(mo)擦(ca)力(li)(li)(Fm).故靜(jing)(jing)摩(mo)(mo)擦(ca)力(li)(li)的(de)(de)(de)取值(zhi)范(fan)圍是0
3.正(zheng)確理解摩擦力產生的條件(jian)及效果(guo)
(1)兩物體間產(chan)生摩(mo)擦力必須同(tong)時滿足以下三個條件:
①兩個物體的接觸面粗糙;
②兩物體間存在彈力(li);
③兩(liang)物體有相對(dui)(dui)運動(dong)或相對(dui)(dui)運動(dong)趨(qu)勢.
因此,若兩物(wu)體間有(you)彈(dan)力(li)產(chan)生(sheng),不一定產(chan)生(sheng)摩擦力(li),但若兩個(ge)物(wu)體間有(you)摩擦力(li)產(chan)生(sheng)必有(you)彈(dan)力(li)產(chan)生(sheng).
(2)靜摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)中的“靜”指的是(shi)(shi)相對靜止(zhi),滑(hua)動(dong)(dong)摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)中的“滑(hua)動(dong)(dong)”指的也(ye)是(shi)(shi)相對滑(hua)動(dong)(dong),其中應以(yi)摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)的施力(li)(li)(li)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)為參考系.靜摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)產(chan)生(sheng)在(zai)相對靜止(zhi)(有相對運(yun)(yun)動(dong)(dong)趨勢)的兩(liang)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)間(jian),但這兩(liang)個(ge)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)不一(yi)定靜止(zhi),它(ta)們可(ke)能一(yi)起運(yun)(yun)動(dong)(dong),所以(yi),受(shou)靜摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)作用的物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)不一(yi)定靜止(zhi).滑(hua)動(dong)(dong)摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)產(chan)生(sheng)在(zai)相對滑(hua)動(dong)(dong)的兩(liang)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)之(zhi)間(jian),但受(shou)到滑(hua)動(dong)(dong)摩(mo)擦(ca)力(li)(li)(li)作用的物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)可(ke)能是(shi)(shi)靜止(zhi)的.
(3)在兩種(zhong)摩擦(ca)力(li)(li)的定義中都出現(xian)了“阻礙”一詞,所以(yi)有些同學就認為,摩擦(ca)力(li)(li)總是(shi)(shi)(shi)與物體(ti)(ti)的運(yun)動(dong)方(fang)(fang)向相(xiang)反(fan),總是(shi)(shi)(shi)阻礙物體(ti)(ti)的運(yun)動(dong).其實不然,摩擦(ca)力(li)(li)的方(fang)(fang)向只(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi)與相(xiang)對(dui)施力(li)(li)物體(ti)(ti)的運(yun)動(dong)方(fang)(fang)向相(xiang)反(fan),阻礙的只(zhi)(zhi)是(shi)(shi)(shi)物體(ti)(ti)相(xiang)對(dui)于(yu)施力(li)(li)物體(ti)(ti)的運(yun)動(dong),對(dui)于(yu)物體(ti)(ti)的實際運(yun)動(dong)(通常(chang)以(yi)地面作(zuo)為參考系),摩擦(ca)力(li)(li)可以(yi)是(shi)(shi)(shi)阻力(li)(li),也可以(yi)是(shi)(shi)(shi)動(dong)力(li)(li).例如(ru):人跑步時(shi)地面給(gei)人的摩擦(ca)力(li)(li)就是(shi)(shi)(shi)動(dong)力(li)(li);傳送帶上的物體(ti)(ti)隨傳送帶一起(qi)向上運(yun)動(dong)時(shi),摩擦(ca)力(li)(li)也是(shi)(shi)(shi)動(dong)力(li)(li).