高中物理竞赛必读之力学专题（叶邦角教授）(共119张PPT)

叶邦角 * 自然界目前有4大相互作用 力与距离的关系 摩擦力为电磁力的一种，是原子或分子相互作用力的宏观表现 接触部分的电子云相互重叠发生作用； 其次物理表面的微观上极不平整，一些原子会很容易陷在表面间的缝隙中，而将固体表面卡住。要使表面再度滑动必须越过这些杂质原子。 一、摩擦力 （1） 干摩擦：两块干燥固体之间的摩擦力，称为干摩擦。 （2） 湿摩擦 ：流体不同层之间由于相对滑动而造成的阻力叫湿摩擦力或粘滞阻力，当相对速度不很大时，粘滞阻力与速度的横向变化率、接触面积及粘度成正比。 摩擦力分类 (a) 动摩擦力与正压力成正比，与两物体的表观接触面积无关； (b) 当相对速度不很大时，动摩擦力与速度无关； 静摩擦力可在零与一个最大值（称最大静摩擦力）之间变化，视相对滑动趋势的程度而定。最大静摩擦力也与正压力成正比，在一般情况下它大于动摩擦力。 式中 mk, ms 分别称为动摩擦系数和静摩擦系数， 通常在0.15～0.5之间。 ms略大于mk。 干摩擦定律 库仑摩擦定律 当相对运动速度不大时，与固体相对流体的速度 v 成正比， 当速度较大时，比如飞机飞行中所受的阻力，它近似地与速度的平方成正比，为： h是粘滞系数 湿摩擦定律 【例】一种称为绞盘的装置，如图所示，绳索绕在绞盘的固定圆柱上，当绳子承受负荷巨大的拉力 TA，人可以用小得多的力 TB 拽住绳子。设绳与圆柱的摩擦系数为μ，绳子绕圆柱的张角为Φ，求 TA 与 TB 的关系。 切向： 法向： 利用： 可得 ： 【例】 滑轮的质量M，半径为R。滑轮与轴无摩擦，与绳有摩擦、无滑动。求物块的加速度和摩擦因数m的取值范围？ 【解】可能的运动必是m1下降 【例】一根均匀的棍子，质量为m， 长度为l,其两端被一位同学用两个食子水平支撑着。同时慢慢地移动两个手指，使它们在棍子的质心汇合，棍子在这个食指或那个食指上滑动。若静摩擦系数为m静，动摩擦系数为m动，在此过程中这位同学做多少功？ 【解】要满足棍子的静态平衡条件，手指在距离棍子的质心距离x和y处的反作用力为： 对缓慢移动， 这个力等于作用在右手指上的净摩擦力，静摩擦力最大值为： 因而左边的手指滑动，只要 总功 同样的方法， 可以计算随后的棍子在左右手交替滑动的各阶段 做功只需一步即可，其值为 如果 【例】在雨果《悲惨世界