内容正文:
第15讲 摩擦力
将携带的物品放到恒定速率的水平传送带上,物品的速度在达到传送带速率之前,物品的运动方向与物品受到的滑动摩擦力方向之间的关系如何?
提示:物品的运动方向与物品受到的滑动摩擦力方向相同。
一、滑动摩擦力
1.定义: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.
2.方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动的方向相反.
3.大小
(1)滑动摩擦力的大小跟压力的大小成正比,还跟接触面的粗糙程度、材质等有关.
(2)公式:Ff=μF压.
(3)动摩擦因数μ:它的值跟接触面的材料和粗糙程度有关.动摩擦因数μ=,Ff在接触面内且与相对运动方向相反,FN与接触面垂直.
二、静摩擦力
1.定义:相互接触的两个物体之间只有相对运动的趋势,而没有相对运动时,这时的摩擦力叫作静摩擦力.
2.方向:总是沿着接触面,跟物体相对运动趋势的方向相反.
3.最大静摩擦力:静摩擦力有一个最大值Fmax,在数值上等于物体即将开始运动时的拉力.
4.静摩擦力的大小:两物体之间实际产生的静摩擦力F在0与最大静摩擦力Fmax之间,即0<F≤Fmax.
例题1. [多选]如图所示,A为长木板,在水平面上以速度v1向右运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右运动,下列判断正确的是( )
A.若v1>v2,则B所受的滑动摩擦力水平向左
B.若v1>v2,则B所受的滑动摩擦力水平向右
C.若v1<v2,则B所受的滑动摩擦力水平向左
D.若v1<v2,则B所受的滑动摩擦力水平向右
【答案】BC
【解析】若v1>v2,物块B相对木板A水平向左运动,则B所受的滑动摩擦力水平向右,故选项A错误,选项B正确;若v1<v2,物块B相对木板A水平向右运动,则B所受的滑动摩擦力水平向左,故选项C正确,选项D错误。
对点训练1. 下列关于滑动摩擦力的认识,正确的是( )
A.滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,因此滑动摩擦力是阻力
B.相互接触的两个物体间如果存在相对滑动,则它们之间一定存在相互的滑动摩擦力
C.快速行驶的自行车急刹车时与地面的摩擦力一定比慢速行驶的自行车在同样条件下急刹车时的摩擦力大
D.滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相同,也可能跟物体的运动方向相反
【答案】D
【解析】
滑动摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定阻碍物体的运动,它既可作为动力又可作为阻力,其方向可能跟物体的运动方向相同,也可能跟物体的运动方向相反,A错误,D正确;仅根据有相对运动不能判断滑动摩擦力的有无,例如,两物体间的接触面光滑,两物体间就无滑动摩擦力,或者两物体虽接触,接触面也不光滑,但无压力,也无滑动摩擦力,B错误;滑动摩擦力的大小与物体运动的速度和接触面积的大小无关,C错误。
例题2. 关于静摩擦力,下列说法中正确的是( )
A.受静摩擦力作用的物体一定是静止的
B.静摩擦力总是阻力
C.静摩擦力的方向跟物体间相对运动趋势的方向相反
D.两个物体之间的静摩擦力总是一个定值
【答案】C
【解析】静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间,但物体可以是运动的,所以A错误;静摩擦力的作用是阻碍物体间的相对运动趋势,方向与物体间相对运动趋势的方向相反,但可能与运动方向相同,所以B错误,C正确;两物体间静摩擦力的大小与平行于接触面的力有关,因此D错误.
对点训练2. 下列有关静摩擦力的说法正确的是( )
A.同一接触面上的弹力和摩擦力一定相互平行
B.静摩擦力与压力成正比
C.静摩擦力的方向可能与运动方向垂直
D.静摩擦力的方向与物体运动方向一定相反
【答案】C
【解析】同一接触面上的弹力和摩擦力相互垂直,故A错误;静摩擦力的大小与压力无关,故B错误;静摩擦力的方向可与运动方向成任意角度,故C正确;静摩擦力的方向与物体运动方向无关,但一定与相对运动趋势方向相反,故D错误.
一、滑动摩擦力
1.滑动摩擦力产生的条件
(1)两物体相互接触挤压(即有弹力).
(2)物体间的接触面不光滑.
(3)两物体间存在相对运动.
2.滑动摩擦力的方向
(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反.
(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反.
3.滑动摩擦力的大小
(1)公式法:根据公式Ff=μFN计算.
①正压力FN是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,FN的大小根据物体的受力情况确定.
②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关.
(2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速直线运动或静止)时,根据二力平衡条件求解.
二、静摩擦力
1.静摩擦力的产生条件
(1)两物体直接接触且相互挤压(即有弹力).
(2)接触面粗糙.
(3)两物体间有相对运动的趋势.
2.静摩擦力的方向
(1)在接触