摩擦力的理解和计算（知识卡）

摩擦力的理解和计算 知识速记 知识点1 摩擦力 知识点 具体内容 定义 两个相互接触的物体，当它们相对滑动（趋势）时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动（趋势）的力 产生条件 (1) 接触并挤压（即两物体间存在弹力）； (2) 两物体间有相对运动（趋势）； (3) 接触面粗糙 方向 总沿着（相切）接触面，并且跟物体相对运动（趋势）的方向相反； 注意事项 注意“运动方向”“相对运动方向”和“相对运动趋势方向”是截然不同的表述，三者之间无必然联系 大小 滑动摩擦力：Ff =μFN，μ是动摩擦因数，FN是接触面间弹力 静摩擦力大小范围：0 < f ≤ fmax，fmax为最大静摩擦力 易错点 ①摩擦力不一定和物体运动方向相反，不一定阻碍物体运动；只与相对运动或相对运动趋势的方向相反，所以摩擦力与运动方向则可能相同、相反，也可能垂直，还可能成任意夹角。可以是动力也可为阻力 ②静摩擦力是被动力，根据平衡、牛顿第二定律求解。只有题目中说最大静摩擦力等于滑动摩擦力时才可用Ff =μFN计算fmax， 知识点2 动摩擦因数 定义：滑动摩擦力公式Ff =μFN中，μ是比例常数，叫作动摩擦因数，没有单位 影响因素：跟相互接触的两个物体的材料有关，材料不同，两个物体间的动摩擦因数也就不同；动摩擦因数还跟接触面的粗糙程度有关 利用平衡条件测定动摩擦因数： （1）利用砝码和弹簧测力计借助动平衡法测定动摩擦因数 向砝码盘C内加减砝码，轻推铁块P，使其恰能在水平木板B上向左匀速滑动，铁块P处于平衡状态。用弹簧测力计测出铁块P和砝码盘C（含砝码）的重力和GC，则P所受的滑动摩擦力Ff = GC，可求出P、B间的动摩擦因数 （2）利用弹簧测力计借助动平衡法测定动摩擦因数 用弹簧测力计拉着质量为m的滑块A在水平木板B上做匀速直线运动 根据平衡条件可知滑块A受到的滑动摩擦力等于弹簧拉力F 可求得A、B间的动摩擦因数 由于让滑块A做匀速直线运动操作起来比较困难，所以将实验装置改为 将弹簧测力计一端固定，用外力F'拉木板B，此时弹簧测力计示数为F，则A、B间的动摩擦因数 （3）利用斜面借助动平衡法测动摩擦因数 物体放在倾角为θ的固定斜面上，轻推物体，当物体恰好可以沿斜面匀速下滑时，有mgsinθ=μmgcosθ，所以动摩擦因数μ=tanθ 测tanθ的两种方法： ①测出斜面的高h与底边长l，则 ②直接测出θ，查数学用表得出tanθ的值 知识点3 摩擦力有无的判断 判定滑动摩擦力有无及其方向的方法： 判定静摩擦力有无及其方向的方法： ①假设法： ②状态法： ③牛顿第三定律法：关键是抓住“力是成对出现的”，先确定受力较少的物体受到的静摩擦力的方向，再根据“力的相互性”确定另一物体受到的静摩擦力的方向 知识点4 摩擦力的突变问题 在处理摩擦力的相关计算时要格外注意，某些过程中是否会发生摩擦力会突变。熟悉一下几种突变类型，避免考虑不全带来错误 类型 定义 示例 静-静突变 受力发生变化后，物体仍处于静止状态，静摩擦力发生变化 撤去F1(或F2)后，物块仍静止 静-动突变 受力发生变化后，物体由静止→运动，摩擦力由静→滑动 F=5N没拉动，F=6N刚好动 相对静止的两物体，变为相对运动状态，摩擦力由静→滑动 F1=3N，板块一起向右动； F1=7N，板块相对滑动向右动； 动-静突变 在摩擦力或其他力作用下，做减速运动的物体会停止运动，摩擦力由滑动→静 μ＞tanθ，冲至最高点静止 原本相对运动的两物体在刚达到共速时，摩擦力由滑动→静 m冲上M一段时间后共速 动-动突变 原本相对运动的两物体相对运动的方向发生变化，导致滑动摩擦力方向改变 μ＜tanθ，传送带足够长； 滑动摩擦力先向下，后向上 1 学科网（北京）股份有限公司 $