对摩擦力的认识总结资料

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对摩擦力的认识总结

对摩擦力的认识总结

对 摩 擦 力 的 认 识 总 结摩擦力专题材料整理人 陈 浩摩擦力是力学研究中经常遇到的一种力,它是在互相接触并且接触面不光滑的两个物体之间产生的。

当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时,就会受到另一个物体阻碍它相对运动或相对运动趋势的力,这个阻碍它相对运动或相对运动趋势的力就是摩擦力。

摩擦力的产生必须同时具备以下三个条件:①两物体直接接触且有相互作用的弹力;②两接触面均粗糙;③物体间有相对运动或相对运动趋势。

下面结合一些典型模型作一剖析,期望对摩擦力有比较全面的认识!一、有外力作用时才会有摩擦力产生吗?如图1所示,用水平力F 拉放在地面上的物块,但未拉动,是因为物块受到水平向左的静摩擦力的作用,但以此认为沿接触面的外力是产生摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。

如图2所示,放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物,在传送带加速或减速时,也会受到静摩擦力图1图2的作用,其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用,而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。

可见,相互接触的物体要产生静摩擦力,物体间必须具有相对运动的趋势,而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生,也可以是因为运动状态的改变而产生。

如图3所示,汽车刹车后在水平方向上只受滑动摩擦力作用,汽车是靠自身的惯性相对地面向前滑动,而不是其他外力的作用。

二、摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗?(即摩擦力一定是阻力吗?)摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但物体的运动一般是以地面为参照物,因此,摩擦力的方向和物体对地的运动方向之间并无必然的联系,即摩擦力不一定阻碍物体的运动,摩擦力可能是阻力,也可能是动力,也可能既不充当阻力也不充当动力!如图2所示,当货物随传送带一起向右加速运动时,货物相对传送带有向左运动的趋势,所受的静摩擦力向右,与货物的运动方向相同,对货物的运动而言为动力;当货物随传送带一起向右减速运动时,货物相对传送带有向右运动的趋势,所受的静摩擦力向左,图3与货物的运动方向相反,对货物的运动而言为动力。

物理摩擦力知识考点总结

物理摩擦力知识考点总结

物理摩擦力知识考点总结摩擦力是物体之间的接触面产生的一种力,它是相互作用力的一种特殊形式。

摩擦力是物体在相互接触并相对运动时产生的,它的方向与速度方向相反,阻碍物体的运动。

在物理学中,我们通常将摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力。

1.静摩擦力:静摩擦力是一种阻碍物体开始运动的力。

当物体受到一个外力想要使其运动时,静摩擦力与外力相等且方向相反,使得物体保持静止。

静摩擦力的大小可以通过静摩擦系数μs和物体的法向受力的大小来计算,公式为Fs≤μs*N,其中Fs是静摩擦力的大小,μs是静摩擦系数,N是物体的法向受力。

2.动摩擦力:动摩擦力是一种阻碍物体继续运动的力。

当物体开始运动后,摩擦力的大小可以通过动摩擦系数μk和物体的法向受力的大小来计算,公式为Fk=μk*N,其中Fk是动摩擦力的大小,μk是动摩擦系数,N是物体的法向受力。

3.摩擦系数:摩擦系数是一个用来描述摩擦力大小的无量纲物理量。

静摩擦系数μs是物体保持静止时的摩擦系数,动摩擦系数μk是物体继续运动时的摩擦系数。

摩擦系数一般与物体的表面材质相关,不同物体具有不同的摩擦系数。

摩擦系数的大小影响着物体受到的摩擦力的大小。

4.摩擦力的影响因素:摩擦力的大小受到多个因素的影响,主要包括物体表面的粗糙程度、物体之间的压力和摩擦系数。

当物体表面越粗糙,摩擦力的大小越大;当物体受到的压力越大,摩擦力的大小也越大;同时,摩擦系数的大小也会影响摩擦力的大小。

5.摩擦力对物体运动的影响:摩擦力可以阻碍物体的运动,使物体保持静止或者减慢运动的速度。

摩擦力还可以将物体的机械能转化为热能,减少物体的机械能。

当物体在水平面上运动时,摩擦力可以维持物体的速度不变;当物体受到的外力大于或等于摩擦力时,物体将会运动;当物体受到的外力小于摩擦力时,物体将会停止运动。

6.摩擦力的应用:摩擦力是我们日常生活中常见的力之一,它在很多方面都有应用。

比如,摩擦力可以使轮胎与地面产生足够的摩擦力,使车辆得以行驶;摩擦力可以使门或抽屉保持在开启或关闭的状态;摩擦力可以使我们能够行走和站立,保持身体的平衡等。

摩擦力的基本概念和特征

摩擦力的基本概念和特征

摩擦力的基本概念和特征摩擦力是我们日常生活中常见的一种力。

它是指两个物体接触时由于相对运动或者相对静止而产生的阻碍运动的力。

摩擦力是一种重要的力,它在机械、运输、工程等领域都有着广泛的应用。

本文将介绍摩擦力的基本概念和特征。

一、摩擦力的定义和原理摩擦力是由两个物体接触表面之间的微观不平整度产生的。

当两个物体接触时,它们表面之间的微小凸起和凹陷会相互插入,使得物体间出现相互阻碍的力。

这种力被称为摩擦力。

摩擦力的大小与物体表面之间的接触面积、物体之间的力和摩擦系数有关。

摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力。

静摩擦力是在物体相对静止时作用于物体上的力,其大小等于最大静摩擦力。

动摩擦力是在物体相对运动时作用于物体上的力,大小与物体间的接触力有关,且一般小于最大静摩擦力。

二、摩擦力的特征1. 受力方向与作用面法线相反摩擦力作用于物体表面,且方向与物体间的接触面法线相反。

比如,当我们将一本书放在桌子上时,书与桌面接触,受到的摩擦力是竖直向上的,与桌面之间垂直的作用面法线方向相反。

2. 大小与物体间的压力和摩擦系数有关摩擦力的大小与物体之间的压力以及摩擦系数有关。

当两个物体之间的压力增加或者摩擦系数增大时,摩擦力也相应增大。

而当压力减小或者摩擦系数减小时,摩擦力也会相应减小。

3. 与接触面积无关与其他接触力不同的是,摩擦力的大小与接触面积无关。

即使物体之间的接触面积变小,摩擦力也不会减小。

这是因为摩擦力是由两个物体之间的微观凸起和凹陷产生的,与宏观接触面积无关。

4. 仅在物体接触时产生摩擦力仅在物体接触时产生,并且只有当物体之间发生相对运动或者相对静止时,摩擦力才会变得明显。

当两个物体相对运动或者相对静止,摩擦力会阻碍或者促进它们的运动。

三、摩擦力的应用摩擦力在我们的日常生活中有着广泛的应用。

以下是一些常见的应用:1. 防滑设计摩擦力可以用于设计防滑产品。

例如,很多家具和地板表面都采用了防滑设计,以增加物体的摩擦力,从而避免滑倒和摔伤的危险。

摩擦力是什么

摩擦力是什么

摩擦力是什么摩擦力(Friction)是物体表面接触时产生的一种力,它阻碍了物体在相对运动或正压力作用下的相对滑动。

摩擦力在我们日常生活和各个领域中起着重要的作用,对于机械运动和能量传递有着重要的影响。

本文将介绍摩擦力的定义、分类和影响因素,并探讨其在生活和科学领域中的应用。

一、摩擦力的定义及分类摩擦力是由物体表面间的不规则接触而引起的一种阻力。

当两个物体表面接触时,分子之间发生相互作用,使物体产生相对运动或滑动。

摩擦力的大小与物体间的接触面积及表面粗糙程度有关。

根据摩擦力的大小,我们将其分为静摩擦力和动摩擦力。

静摩擦力是指在物体相对滑动前的阻力,动摩擦力是物体相对滑动时的阻力。

二、影响摩擦力的因素1. 物体间的表面粗糙度:物体表面越粗糙,摩擦力越大。

因为粗糙表面之间有更多的凸起和凹陷,增加了物体之间的接触面积,从而增加了摩擦力。

2. 物体间的压力:物体受到的正压力越大,摩擦力也越大。

正压力会使物体表面更加紧密地接触,增加了分子间的相互作用,从而增加了摩擦力。

3. 物体间的润滑:润滑物质可以减少物体表面间的摩擦力。

例如,在机械设备中使用润滑油可以减少金属表面之间的摩擦,提高设备的效率。

4. 温度的影响:温度的变化会影响物体间的摩擦力。

通常情况下,温度升高会减少物体间的摩擦力,因为高温会使物体分子更加活跃,减少相互作用力。

三、摩擦力的应用1. 日常生活中的应用:摩擦力在日常生活中有着广泛的应用。

例如,我们走路时靠着地面摩擦力来推动身体向前移动。

车辆行驶时,轮胎与地面之间的摩擦力使车辆能够行驶。

此外,扶手椅、钳子和卡子等工具利用摩擦力来固定物体。

2. 工程中的应用:摩擦力在工程领域中有着重要的应用。

例如,在机械工程中,设计师需要考虑零件之间的摩擦力,以确保机械设备的正常运转;在建筑工程中,结构的抗滑性能需要考虑摩擦力的作用。

3. 运动中的应用:摩擦力对于体育运动和机械运动起着决定性的影响。

例如,在滑雪运动中,摩擦力可以帮助滑雪者控制速度和方向。

物理知识点之摩擦力

物理知识点之摩擦力

物理知识点之摩擦力摩擦力是物理学中的一个基本概念,它是指两个物体接触面上的相互作用力。

在接触面上,由于微观不规则结构,会存在粗糙度和凹凸不平的情况,使得两个物体接触时发生摩擦。

摩擦力的研究对于人类认识物体运动和设计机械系统具有重要意义。

下面将介绍摩擦力的相关知识点。

1.摩擦力的分类摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力两种类型。

当两个物体相对运动时,所产生的摩擦力称为动摩擦力;当两个物体相对静止时,所产生的摩擦力称为静摩擦力。

2.静摩擦力静摩擦力是指两个物体相对静止时所产生的摩擦力。

静摩擦力的大小与物体间的相互作用力有关,可以由静摩擦系数乘以物体间的垂直压力来计算。

3.动摩擦力动摩擦力是指两个物体相对运动时所产生的摩擦力。

动摩擦力的大小与静摩擦力相比,通常会较小。

动摩擦力也可以由动摩擦系数乘以物体间的垂直压力来计算。

4.摩擦力与摩擦系数摩擦力的大小与物体间的相互作用力有关,并且与物体间的接触面积无关。

物体间的相互作用力越大,摩擦力也越大。

而摩擦系数则是描述物体间的摩擦特性的一个参数,不同物体的摩擦系数是不同的。

通常,摩擦系数可以分为静摩擦系数和动摩擦系数两种。

5.静摩擦系数和动摩擦系数静摩擦系数和动摩擦系数是描述物体间摩擦特性的两个参数。

静摩擦系数表示两个物体相对静止时的摩擦特性,动摩擦系数表示两个物体相对运动时的摩擦特性。

通常,静摩擦系数会大于动摩擦系数,即两个物体相对静止时的摩擦力通常会大于相对运动时的摩擦力。

6.摩擦力的应用摩擦力在日常生活和工程技术中有着广泛的应用。

例如,在运动中,摩擦力可以使人、车辆等物体不至于滑倒或滑出控制范围。

在机械工程中,摩擦力可以实现运动物体的传输和转换。

在运动车辆和机械设备的设计中,需要合理利用和减小摩擦力,以提高效率和降低能源消耗。

7.摩擦损失摩擦力虽然有很多应用,但在一些情况下也会造成能量的损失。

例如,在运动车辆和机械设备中,由于摩擦的存在,会产生热能并导致系统能量的损失。

初中物理摩擦力知识点总结

初中物理摩擦力知识点总结

初中物理摩擦力知识点总结知识点1 摩擦力一、摩擦力的概念摩擦力是指两个相互接触的物体,当它们做相对运动或有相对运动趋势时,在接触面上产生的一种阻碍相对运动或相对运动趋势的力。

二、摩擦力的特点摩擦力的大小与接触面的压力成正比。

接触面的材质越粗糙,摩擦力越大。

摩擦力与接触面积的大小无关。

摩擦力的方向总是与物体相对运动的方向相反。

三、摩擦力的分类①滑动摩擦力:两物体间因发生相对滑动而产生的摩擦力。

②滚动摩擦力:两个物体表面发生滚动产生的摩擦力。

③静摩擦力:有相对运动趋势但未发生相对运动时产生的摩擦力。

四. 理解摩擦力①摩擦力是一种阻碍相对运动的力,但是摩擦力的方向并不一定和运动方向相反,而是总是与物体的相对运动方向相反。

②摩擦力的大小与接触面的面积的大小无关。

五、摩擦力的应用摩擦力可以阻止物体滑动,如刹车、防滑垫等。

摩擦力可以使物体运动,如行走、书写等。

六、计算摩擦力静摩擦力:最大静摩擦力:Ff≤μsN实际静摩擦力:Ff=μsN滑动摩擦力:Ff=μdN其中:Ff:摩擦力(N)μs:静摩擦系数μd:滑动摩擦系数N:压力(N)七、影响摩擦力大小的因素接触面的压力:压力越大,摩擦力越大。

接触面的材质:接触面的材质越粗糙,摩擦力越大。

物体的运动状态:物体在接触面上有相对运动时,滑动摩擦力小于静摩擦力。

八、摩擦力练习题1.一个重为100N 的物体,放在水平桌面上,静止不动,求物体受到的静摩擦力是多少?2.一个重为100N 的物体,放在水平桌面上,推力为50N,求物体受到的摩擦力是多少?3.一个重为100N 的物体,放在倾斜的桌面上,与桌面倾斜角为30°,求物体受到的滑动摩擦力是多少?答案1.100N2.50N3.50N知识点2 增大和减小摩擦力1. 增大有意的摩擦力的方法:增大压力,使接触面变粗糙,变滚动为滑动。

2. 减小有害摩擦的方法:减小压力,减小接触面的粗糙程度,用滚动代替滑动,使两个相互接触的摩擦面彼此分离(如加润滑油)等。

浅谈对摩擦力的一些认识

浅谈对摩擦力的一些认识

浅谈对摩擦力的一些认识摩擦力是我们在日常生活中经常会遇到的一种力量,它在许多方面都发挥着重要作用。

在工程学、物理学、力学等领域中,摩擦力也是一个极其重要的概念。

摩擦力不仅仅是一种力量,更是一种物理现象,它可以影响物体的运动和停止。

在本文中,我们将浅谈一些对摩擦力的认识,希望能够帮助读者更好地理解这一物理现象。

我们来了解一下摩擦力的定义。

摩擦力是两个物体相互接触并相对运动时产生的一种阻碍运动的力量。

简单来说,当一个物体相对于另一个物体运动时,它们之间的接触表面会产生一种阻力,这种阻力就是摩擦力。

摩擦力的大小取决于物体的质量、表面的粗糙程度和受力的压力等因素。

我们来谈一下摩擦力的分类。

根据产生摩擦力的不同方式,摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力两种。

静摩擦力指的是当物体相对静止时产生的摩擦力,它的大小通常大于动摩擦力。

动摩擦力指的是当物体相对运动时产生的摩擦力,它的大小通常小于静摩擦力。

在日常生活中,我们会发现,当我们试图将一个静止的物体推动时,需要施加一定的力量才能够使其开始运动,而一旦物体开始运动,我们只需要施加比较小的力量就能够维持其运动状态,这就是静摩擦力和动摩擦力的表现。

接下来,我们来谈一下摩擦力的作用。

摩擦力在日常生活中有着广泛的应用。

在车辆行驶过程中,摩擦力可以使车轮与地面产生一定的阻力,从而使车辆能够顺利行驶。

在运动员进行比赛时,摩擦力可以使他们在地面上保持稳定的站立和奔跑。

在工程领域中,摩擦力可以通过调整物体的表面材质和润滑条件来控制物体的运动和停止。

在物理实验中,摩擦力也经常被用来做各种实验或验证某些理论。

摩擦力在各个领域都有着重要的作用,没有摩擦力的存在,很多事情都将无法进行或变得更加困难。

我们来谈一下摩擦力的应用。

摩擦力的应用非常广泛,不仅仅在日常生活中,而且在工程学、物理学、化学等领域都有着重要的应用价值。

在工程学中,我们可以通过控制摩擦力来改变物体的运动状态,比如通过增加或减少润滑剂来改变机械设备的运行效率。

总结摩擦力知识点

总结摩擦力知识点

总结摩擦力知识点一、摩擦力的分类摩擦力通常被分为静摩擦力和动摩擦力两种。

1.静摩擦力当物体表面之间相对运动是处于静止状态时,所产生的摩擦力称为静摩擦力。

静摩擦力的大小与物体之间的接触力有关,它可以阻止物体相对运动直到一个相对运动开端的力被施加。

2.动摩擦力当物体表面之间相对运动时,所产生的摩擦力称为动摩擦力。

动摩擦力的大小是与相对运动速度成正比的,不同物体之间的动摩擦系数不同。

二、摩擦力的影响因素摩擦力的大小受很多因素的影响。

1.物体表面的粗糙程度物体表面的粗糙程度对摩擦力的大小有很大的影响。

表面越光滑,摩擦力越小;表面越粗糙,摩擦力越大。

这是因为光滑的表面接触面积小,而粗糙的表面接触面积大,大的接触面积会增加摩擦力。

2.物体之间的力物体之间的接触力也会影响摩擦力的大小,接触力越大,摩擦力越大。

例如,用手推动一个物体时,我们会用力推,这就是为了增加接触力以增大摩擦力。

3.表面间的润滑程度表面间的润滑程度也会影响摩擦力的大小。

如果润滑层较薄,则可减小摩擦力;如果润滑层很厚,则会增加物体之间的摩擦力。

4.物体之间的相对运动速度动摩擦力的大小与物体之间的相对运动速度成正比。

当物体相对速度增大时,动摩擦力也随之增大。

三、摩擦力的应用摩擦力在生活和工程实践中有着广泛的应用。

1.运动摩擦力可以用来控制物体的运动。

例如,汽车在行驶时,需要靠摩擦力在轮胎和地面之间产生的力来提供牵引力,从而使车辆加速、减速和转向。

2.刹车摩擦力也是刹车的基础。

当车辆需要停止时,制动器将制动盘或制动鼓上的刹车片与车轮摩擦,从而使车轮减速并最终停止。

3.运动装置在机械运动装置中,摩擦力可以用来传递动力,例如,皮带传动和链传动。

4.工具制造在制造工具和机械零部件时,需要考虑摩擦力对零部件的影响,例如,润滑油的选择和表面处理的工艺。

四、摩擦力的减小在很多情况下,我们都希望减小摩擦力,以节省能源和延长设备的使用寿命,因此,减小摩擦力成为了工程实践中的重要课题。

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对 摩 擦 力 的 认 识 总 结摩擦力专题材料整理人 陈 浩摩擦力是力学研究中经常遇到的一种力,它是在互相接触并且接触面不光滑的两个物体之间产生的。

当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时,就会受到另一个物体阻碍它相对运动或相对运动趋势的力,这个阻碍它相对运动或相对运动趋势的力就是摩擦力。

摩擦力的产生必须同时具备以下三个条件:①两物体直接接触且有相互作用的弹力;②两接触面均粗糙;③物体间有相对运动或相对运动趋势。

下面结合一些典型模型作一剖析,期望对摩擦力有比较全面的认识!一、有外力作用时才会有摩擦力产生吗?如图1所示,用水平力F 拉放在地面上的物块,但未拉动,是因为物块受到水平向左的静摩擦力的作用,但以此认为沿接触面的外力是产生摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。

如图2所示,放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物,在传送带加速或减速时,也会受到静摩擦力图1图2的作用,其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用,而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。

可见,相互接触的物体要产生静摩擦力,物体间必须具有相对运动的趋势,而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生,也可以是因为运动状态的改变而产生。

如图3所示,汽车刹车后在水平方向上只受滑动摩擦力作用,汽车是靠自身的惯性相对地面向前滑动,而不是其他外力的作用。

二、摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗?(即摩擦力一定是阻力吗?)摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但物体的运动一般是以地面为参照物,因此,摩擦力的方向和物体对地的运动方向之间并无必然的联系,即摩擦力不一定阻碍物体的运动,摩擦力可能是阻力,也可能是动力,也可能既不充当阻力也不充当动力!如图2所示,当货物随传送带一起向右加速运动时,货物相对传送带有向左运动的趋势,所受的静摩擦力向右,与货物的运动方向相同,对货物的运动而言为动力;当货物随传送带一起向右减速运动时,货物相对传送带有向右运动的趋势,所受的静摩擦力向左,图3与货物的运动方向相反,对货物的运动而言为动力。

当货物与传送带之间有相对滑动时,以上摩擦力就变为滑动摩擦力,也是既可充当动力也可充当阻力的。

又如人在加速跑动时,车辆加速前进时,由于人的脚或车轮(主动轮)与地面接触时相对静止且有向后运动的趋势,故地面给人的脚或车轮一个向前的静摩擦力,这个静摩擦力是使人或车加速前进的动力。

可以设想一下,若人或车在光滑的水平面上时,能加速运动吗?在如图4所示的情景中,物体匀速转动时相对转盘有向外运动的趋势,受到的静摩擦力指向圆心,与运动方向垂直!在如图5所示的情景中,当人随电梯向上或向下加速时,受到的静摩擦力和运动方向成一夹角——不共线!三、受静摩擦力作用的物体一定静止,受滑动摩擦力作用的物体一定运动吗?N vf(a) (b)图3、 N v a f f mg mg (a) (b) (c) 图3、图5 图4通常的物体运动或静止是以地球为参照物,而摩擦力分类中的“静”和“动”是以两个相互接触的物体为参照物。

静摩擦力中的“静”是指两个相互接触的物体相对静止,滑动摩擦力中的“动”是指两个相互接触的物体相对运动,对地球则不一定。

如图2中,当货物随传送带一起向右加速或减速运动时,货物受到的摩擦力为静摩擦力。

如图4中,物体随圆盘转动,受到的摩擦力为静摩擦力。

如图6所示,B物体被抽出的过程中,A物体和地面都静止不动,但却都受到向右的滑动摩擦力。

四、摩擦力的大小与正压力成正比吗?正压力是静摩擦力产生不可缺少的条件之一,但静摩擦力的大小与正压力并没有比例关系,但最大静摩擦力却与物体的正压力有关。

静摩擦力的大小应根据物体的实际受力情况和实际运动状态,利用平衡条件来确定。

例如:用手握紧瓶子,使其在空中处于静止状态,即使逐渐增大手对瓶子的压力,但对瓶子的静摩擦力大小总是等于物体重力的大小,所以与手对所握物体压力大小无关。

如图7所示,A物体静止在墙面上,无论F是增大还是减小,只要不为零,受到墙面的静摩擦力的大小均F等于物体的重力。

但是,当力F 增大时,物体和墙之间的正压力会增大,要使物体向上或向下移动就更困难,即最大静摩擦力变大。

由以上分析知,求静摩擦力的大小时,常需将物体的状态和其他受力情况结合起来分析。

滑动摩擦力的大小N f μ=,正比于接触面之间的正压力。

所以,不能将两种摩擦力大小的确定方法混淆。

如下面的一个问题:如图8所示,物体m放在木板上,木板与桌面间的夹角θ从0O逐渐增大到90O的过程中(缓慢绕支点O 转动),木块受到的摩擦力将怎样变化? 分析:夹角θ从0O增加到90O 的过程可分两个阶段:在θ 较小时,物体相对木板静止,受到的静摩擦力f=mgsin θ,θ增大时,静摩擦力f 也不断增大;当θ增大到一定程度时,物体开始滑动,静摩擦力也“突变”为滑动摩擦力,且由公式得:f=μmgcos θ,其中μ为滑动摩擦因数;当θ再增大时,滑动摩擦力f 不断减小。

综上可知,木块受到的摩擦力将先变大后变小。

五、接触面积越大,滑动摩擦力越大?滑动摩擦力只与两个因素有关,即接触面的粗糙程度和物体对接触面的压力大小,而与物体运动状态和物体接触面积大小无关。

图8O滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关是因为接触面积的大小并不能改变接触面的粗糙程度和两个物体间的压力F N,故两物体间的滑动摩擦力大小不随接触面积的大小而改变。

例.如图6,长方体物体在F作用下沿水平地面匀速直线运动,此时物体受到的摩擦力大小是多少?若将物体侧放,使物体仍然在F的作用下在地面上匀速直线运动,物体受到的摩擦力大小又是多少牛顿?分析:在两种情况下物体都在水平面上匀速直线运动,因此根据二力平衡条件,两种情况均是f=F=9N,与物体与地面的接触面积大小无关。

六、摩擦力一定越小越好吗?摩擦力有不利的一面,例如一些转动装置,总是希望摩擦力越小越好,为此我们将这些部分做得很光滑,同时加上一些轴承以减少摩擦,由于静摩擦力的存在,鞋子磨破,自行车轮胎的花纹也磨平了等等。

似乎,摩擦力越小越好,实际未必尽然,摩擦力也有有利的或不可缺少的一面,没有鞋子和地面的摩擦力,我们就无法行走。

摩擦力虽然是个难点,但其实摩擦力也是一种力,也遵循力的一般规律,不能因为“摩擦”而模糊了我们的眼睛,也不能凭空设想而臆下断言。

七、摩擦力做功的特点摩擦力大小和方向的不确定性,使得摩擦力做功有其自身的特殊性。

一. 静摩擦力对物体可以做正功,可以做负功,也可以不做功;滑动摩擦力对物体可以做正功,可以做负功,也可以不做功。

例1. 如图7所示,物体在水平拉力下静止在粗糙水平面上,物体与桌面间有静摩擦力,该摩擦力不做功。

图7如图8所示,光滑水平面上物体A、B在外力F作用下能保持相对静止地匀加速运动,则在此过程中,A对B的静摩擦力对B做正功。

图8如图9所示,物体A、B以初速度v滑上粗糙的水平面,能保持相对静止地减速运动,则在此过程中A对B的静摩擦力对B做负功。

图9例2. 在光滑的水平地面上有质量为M的长平板A(如图10),平板上放一质量m的物体B,A、B之间动摩擦因数为 。

今在物体B上加一水平恒力F,B和A发生相对滑动,经过时间t,求:(1)摩擦力对A所做的功;(2)摩擦力对B所做的功;(3)若长木板A固定时B对A的摩擦力对A做的功。

图10解析(1)平板A 在滑动摩擦力的作用下,向右做匀加速直线运动,经过时间t ,A 的位移为s a t F M t m g t MA A f ==⋅=12122222μ 因为摩擦力F f 的方向和位移s A 相同,即对A 做正功,其大小为W F s m g t M f f A ==μ22222 。

(2)物体B 在水平恒力F 和摩擦力的合力作用下向右做匀加速直线运动,B 的位移为s a t F F M t B B f ==⋅-121222'摩擦力F f '方向和位移s B 方向相反,所以F f '对B 做负功为W F s mgs f f B B '''==-μ 。

(3)若长木板A 固定,则A 的位移s A'=0,所以摩擦力对A 做功为0,即对A 不做功。

二. 一对相互作用的静摩擦力做功的代数和必为零,即W W f f +='对相互有静摩擦力作用的两物体A 和B 来说,A 对B 的摩擦力和B 对A 的摩擦力是一对作用力和反作用力:大小相等,方向相反。

由于两物体相对静止,其对地位移必相同,所以这一对静摩擦力一个做正功,一个做负功,且大小相等,其代数和必为零, 即W W f f +='0 三. 滑动摩擦力做功与路程有关,其值等于滑动摩擦力的大小和物体沿接触面滑动的路程的乘积,即W F s f =例3. 滑雪者从山坡上A 点由静止出发自由下滑,设动摩擦因数μ为常数,他滑到B 点时恰好停止,此时水平位移为s (如图11所示)。

求 A 、B 两点间的高度差h 。

B图11解析:设滑雪者质量为m ,取一足够小的水平位移∆s ,对应的滑行路线可视为小直线段∆L ,该处滑雪者所受的摩擦力为F mg mg s L1==μθμcos ∆∆ 所以在∆L 段摩擦力所做的功为∆∆∆W F L mg s f f =-=-μ对滑行路线求和可得摩擦力的总功W W mgs f f ==-∑∆μ从A 到B 的过程中,重力做功W mgh G =,而动能的变化为∆E k =0,所以由动能定理得W W G f +=0,即m g h m g s -=μ0,可解得A 、B 两点间的高度差为h s =μ。

四. 一对滑动摩擦力做功的代数和必不为零,且等于滑动摩擦力的大小与两物体间相对位移的乘积,即W W F s f f f +=-⋅'相对 例4. 如图12,一质量为M 的木板,静止在光滑水平面上,一质量为m 的木块以水平速度v 0滑上木板。

由于木块和木板间有摩擦力,使得木块在木板上滑动一段距离后就跟木板一起以相同速度运动。

试求此过程中摩擦力对两物体做功的代数和。

图12解析:设木块与木板的共同速度为v ,以木块和木板整体为研究对象,则由动量守恒定律可得 v mv m M=+0 ①摩擦力对木板做正功,对木块做负功。

由动能定理得W F s Mv f 11212== ②W F s mv mv f 222021212=-=- ③ 由①②③可知,摩擦力对两物体做功的代数和为W W F s s F s M m M mv f f 12210212+=--=-=-+⋅()相对 ④ 上式即表明:一对滑动摩擦力做功的代数和必不为零,且等于滑动摩擦力的大小与两物体间的相对位移的乘积。

五. 对于与外界无能量交换的孤立系统而言,滑动摩擦产生的热等于滑动摩擦力的大小与两物体间相对路程的乘积,即Q F s f =⋅相对 例5. 如图13(a )所示,质量为M kg =3的木板静止在光滑水平面上,板的右端放一质量为m kg =1的小铁块,现给铁块一个水平向左速度v m s 04=/,铁块在木板上滑行,与固定在木板左端的水平轻弹簧相碰后又返回,且恰好停在木板右端,求整个过程中,系统机械能转化为内能的多少?图13解析:在铁块运动的整个过程中,系统的动量守恒,因此弹簧压缩到最短时和铁块最终停在木板右端对系统的共同速度(铁块与木板的速度相同),由动量守恒定律得代入数据得 v v m s 121==/从开始滑动到弹簧压缩到最短的过程中(如图13b ),摩擦力铁块做负功W F s f 11=-;摩擦力对木板做正功W F s f 22=从弹簧压缩最短到铁块最终停在木板右端的过程中(如图13c ),摩擦力对铁块做正功W F s f 11''=⋅;摩擦力对木板做负功W F s f 22''=-⋅故整个过程中,摩擦力做功的代数和为(弹簧力做功代数和为零)W W W W W f =+++1212''=----=-F s s F s s F L f f f ()()()''12212(式中2L 就是铁块在木板上滑过的路程)根据动能定理有W m M v mv J f =+-=-121262202() 。

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