内容正文:
3.2摩擦力
第三章
相互作用——力
晓峰物理 崔晓峰
如果摩擦力的大小跟压力的大小存在某种定量关系的话,它们可能是怎样的关系呢?
用弹簧测力计拖动水平固定木板上的木块,使它做匀速运动,测力计的示数等于木块所受摩擦力的大小。改变木块和木板之间的压力,摩擦力的大小也随之改变。
情景引入
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一、滑动摩擦力
我们知道,两个相互接触的物体,当它们相对滑动时,在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力,这种力叫作滑动摩擦力。
滑动摩擦力
原因:
作用点:
有相对运动
接触面
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滑动摩擦力的方向总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反。
滑动摩擦力
原因:
作用点:
有相对运动
接触面
方向:
沿着接触面,与物体相对运动的方向相反。
Ff
Ff
一、滑动摩擦力
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Ff
①不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同。
②滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反,也可能跟运动方向相同
一、滑动摩擦力
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我们还知道,滑动摩擦力的大小跟接触面上压力的大小有关,对同一接触面来说,压力越大,滑动摩擦力越大;
一、滑动摩擦力
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滑动摩擦力的大小还跟接触面的粗糙程度、材质等有关,在相同压力下,不同接触面间的滑动摩擦力的大小一般不同。
总结:影响摩擦力大小的因素
材料
粗糙程度
弹力(压力 )大小
一、滑动摩擦力
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如果用Ff,表示滑动摩擦力的大小,用F压表示压力的大小,则有
通过进一步的定量实验,测量同一接触面不同压力下的滑动摩擦力大小,结果表明:滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比。
其中,μ是比例常数,叫作动摩擦因数。它的值跟接触面有关,接触面材料不同、粗糙程度不同,动摩擦因数也不同。
Ff=μF压
一、滑动摩擦力
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滑动摩擦力
原因:
作用点:
接触面
方向:
沿着接触面,与物体相对运动的方向相反。
大小:
Ff=μF压
①相互接触,且挤压(有弹力)
②接触面粗糙
③有相对运动
随堂小结
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以木块在水平木板上滑动为例,木块所受的支持力为FN。由于木块对木板的压力大小等于FN,所以动摩擦因素μ也可以表示为
Ff和FN,所是接触面上木块所受的两个力,Ff在接触面内且与相对运动相反,FN与接触面垂直。
二、动摩擦因素
不同的物体间的摩擦因素不同
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例题:在我国东北寒冷的冬季,有些地方用雪橇作为运输工具。一个有钢制滑板的雪橇,连同木料的总重为4.9×104N。在水平的冰道上,马要在水平方向上用多大的力,才能够拉着雪橇匀速前进?
mg
FN
F拉
Ff
解:(1)确定研究对象,构建模型
(2)对这个物体进行受力分析:
①竖直向下的重力mg;
②地面对物体向上的支持力FN;
水平向在左的摩擦力Ff。
③水平向在右的拉力F拉;
匀速:
上下边的力,左右两边的力相等。
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mg
FN
F拉
Ff
匀速:
上下边的力,左右两边的力相等。
雪橇受的重力mg=4.9×104N,查表的μ=0.02
则:
F拉=Ff
mg=FN
所以:
Ff=μFN=μmg
带入数据得:
F=μmg=0.02×4.9×104N×10N/kg=980N
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相互接触的物体处于相对静止时,是不是也可能存在摩擦力?
三、静摩擦力
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F静
F推
人用平行于地面的力推沙发,沙发有相对地面运动的趋势,但它没有被推动,沙发与地面仍然保持相对静止。
根据二力平衡的知识可知,这时一定有一个力与推力平衡。这个力与人对沙发的推力大小相等、方向相反。这个力就是沙发与地面之间的摩擦力。
三、静摩擦力
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由于这时相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动,所以这时的摩擦力叫作静摩擦力。
趋势:表示事物发展的动向。
相对运动的趋势可以简单理解为:“想动却又没动”或者“可以动,但还没动”。是指物体的位置本来要变化的,但是由于受到了静摩擦力,物体没有运动但假若一旦失去了静摩擦力,物体就会发生运动。
静摩擦力的方向:总是跟物体相对运动趋势的方向相反。
F推
F静
三、静摩擦力
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静摩擦力