如何理解摩擦力

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所属分类:高一物理

摩擦力做为力学三大重要力之一,涉及的考查的内容很多,是高考物理重要考点。下面,无忧物理学习网就详细分析摩擦力的理解。

摩擦力的概念

1、定义

所谓摩擦力,就是两相互接触的物体,由于发生相对滑动或发生相对滑动趋势,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这个力就称为摩擦力。

2、产生条件

判断两接触物体间是否发生摩擦力,取决于以下三个条件,而且缺一不可:

1)接触面发生弹力

2)接触面不能光滑;

3)发生相对运动或运动趋势。

显然,弹力与摩擦力是有区别的。有弹力不一定有摩擦力,而有摩擦力,必有弹力。

3、摩擦力分类

摩擦力可以分为三种,静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。对于滚动摩擦力,初中物理有详细介绍,在高一物理仅着重介绍静摩擦力和滑动摩擦力。

滑动摩擦力

1、定义,当一个物体在另外一个物体表面发生相对滑动时,这种摩擦力叫滑动摩擦力。

2、影响滑动摩擦力大小的因素有:材料及接触面的粗粗程度,以及物体间正压力。其中,前者代表μ的含义,后者代表FN的意思。

注意:滑动摩擦力大小与物体的运动速度以及接触面积无关。

实验研究表明,滑动摩擦力的公式可以这样表示:f=μFN

注意,μ仅由材料和接触面的粗糙程度有关,所以,我们不能误解:f越大,μ就越大。FN越大,μ就越小。实际上,μfFN毫无关系的。但是,我们可以说,fFN成正比,与μ成正比。

另外一点,FN表示正压力,FNmg,具体要根据物体的受力情况来确定它的大小。

3、滑动摩擦力的方向

由于滑动摩擦力阻碍的是物体相对运动,所以滑动摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反。注意,物体的运动方向和相对运动方向不是同一个概念。但是要特别强调,摩擦力方向一定与相对运动方向相反,而与运动方向没有必然关系。即滑动摩擦力方向与运动方向可能相同,也可能相反,甚至垂直。

静摩擦力

1、定义

所谓静摩擦力,就是两接触物体间发生相对运动趋势时,这种摩擦力称为静摩擦力。

2、静摩擦力的大小不是固定不变的,当静摩擦力达到最大时,称为最大静摩擦力fm。在粗略计算中,一般认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,,即:fm=μFN

3、静摩擦力与滑动摩擦力关系:0≤fμFN

经典例题

1、试着分析下面4个图中是否有摩擦力?方向如何?

如何理解摩擦力

解析:首先判断摩擦力是否存在最好根据条件来分析,其次,如果利用条件不好判断,可以结合受力分析来判断。

对图1,由于A与木板静止不动,所以没有发生相对运动趋势,故A与木板间不存在摩擦力。

对图2,虽然A与木板相对静止,但A有下滑的运动趋势,故A受到静摩擦力。对A受力可知,水平方向受F以及木板向在的弹力,竖直方向受重力和向上的静摩擦力。由于平衡条件可知,f=mg

对图3,同样A具有沿木板下滑的趋势,所以受到向上的静摩擦力作用。

对图4,由于A沿木板方向匀速下滑,故受到向上的滑动摩擦力作用。

2、关于由滑动摩擦力公式推出的μf/FN,下列说法正确的是(   

 A.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比,F越大,μ越大

B.动摩擦因数μ与正压力FN成反比,FN越大,μ越小

 C.动摩擦因数μ与摩擦力F成正比,与正压力FN成反比

D.动摩擦因数μ的大小由两物体接触面的情况及材料决定

答案:D

解析:μ由材料和接触面的粗糙程度决定,故D正确。

3、如图所示A为长木板,上表面粗糙,在水平面上以速度v1向右匀速运动,物块B在木板A的上面以速度v2向右匀速运动,下列判断正确的是(   

如何理解摩擦力

A.若是v1=v2AB之间无滑动摩擦力

B.若是v1>v2B受到了A所施加向右的滑动摩擦力

C.若是v1<v2B受到了A所施加向右的滑动摩擦力

D.若是v1>v2A受到了B所施加向左的滑动摩擦力

答案:ABD

解析:对A选项,由于v1=v2,说明AB间没有相对滑动,故不存在摩擦力,A正确;

B选项,v1>v2,以A为参照物,B相对A向后运动,故B受到向前的摩擦力,B正确;

C选项,v1<v2,以A为参照物,B相对A向前运动,故B受到向后的摩擦力,C错误;

D选项,以B为参照物,A相对B向前运动,故A受到向后的摩擦力,故D正确。

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