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静摩擦力公式【静摩擦力五问】

时间:2019-01-17 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  一、静止的物体会不会受到摩擦力?   同学们通过学习知道,一个物体在另一个物体表面滑动时,会受到阻碍它运动的力,这种力叫做滑动摩擦力.同学们有没有想过,一个物体在另一个物体表面上静止不动时,会不会受到摩擦力的作用呢?下面来看几个例子.
  例1 人用水平向右的推力在水平地板上推箱子,箱子保持静止,箱子会不会受到摩擦力的作用?
  例2 物块放在斜面上静止不动,物块会不会受到摩擦力的作用?
  例3 物块放在水平面上,没有受到水平力的作用处于静止不动,物块会不会受到摩擦力的作用?
  上面三个例子中,物体相对于接触面都静止不动,但是例1中的箱子受到水平向右的推力,那么箱子相对于地板有向右运动的趋势(即箱子有向右运动的念头),故箱子受到地板阻碍它向右运动的摩擦力,这样的摩擦力称为静摩擦力.同样,例2中物块放在斜面上静止不动,但物块由于受到重力作用,相对于斜面有向下滑动的趋势(即物块有向下滑动的念头),故物块受到斜面阻碍它向下滑动的静摩擦力.而例3中物块放在水平面上,没有受到水平力的作用,物块也没有向左或向右运动的趋势(即物块没有向左或向右运动的念头),故物块没有受到静摩擦力的作用.
  二、什么是静摩擦力?
  由上述分析我们可以得出静摩擦力的定义:若两个相互接触且相互挤压,而又相对静止的物体,在外力作用下如只具有相对滑动的趋势,而又未发生相对滑动,则它们接触面之间出现的阻碍发生相对滑动的力,称为“静摩擦力”.由静摩擦力定义得到静摩擦力的产生条件:①两物体相接触;②接触面不光滑;③两物体间有弹力;④两物体有相对运动的趋势.
  不少同学对“两物体有相对运动的趋势”很难理解,同学们可以根据物体的受力分析,依据力的作用效果来判定物体之间是否有相对运动的趋势,或者运用“假设法”来判定物体是否受到静摩擦力的作用.例如,握在手中的瓶子,由于受到重力的作用要下落,而手对瓶子的压力不能阻止瓶子下落,那是什么力阻止瓶子下落呢?那就是静摩擦力作用的结果.另外,根据静摩擦力的定义,静摩擦力的“静”是指两物体保持相对静止,运动的物体也可以受到静摩擦力的作用.例如,皮带运输机是靠货物和传送皮带之间的静摩擦力把货物从低处送往高处的.
  三、静摩擦力的方向如何确定?
  对于静摩擦力的方向,不少同学也有一定的困惑,总以为摩擦力的方向与物体实际运动的方向相反,其实不然,对静摩擦力方向的正确理解是“静摩擦力的方向跟接触面平行或相切,并且跟物体相对运动趋势方向相反而不是与物体实际运动的方向相反”.这里所谓的相对,是以施加摩擦力的施力物体为参照物的,判定静摩擦力的方向可以不管物体实际运动的方向,而要正确分析物体相对于接触面(即施加摩擦力的表面)的相对运动趋势的方向,具体问题中可以利用“假设法”(即物体不受到摩擦力的作用),判定出物体相对于接触面的相对运动趋势的方向,从而得到静摩擦力的方向与物体相对运动趋势方向相反.
  例如,在皮带运输机把货物从低处送往高处的过程中,货物实际运动的方向是沿着皮带向上,货物与皮带相对静止,但是货物由于受到重力的作用,相对于皮带有向下滑动的趋势,又可假设货物没有受到静摩擦力作用的话,货物将会沿着皮带向下滑动,可以判定货物相对于皮带的相对运动趋势方向是沿着皮带向下,所以货物受到的静摩擦力的方向是沿着皮带向上.从上述事例还可以看出静摩擦力并非总是阻碍物体的运动,也可以是物体前进的动力.同学们同样可以分析出人走路、车辆行驶就是依靠地面对人脚、车胎的静摩擦力前进的.
  四、静摩擦力的大小如何计算呢?
  例1 用水平方向60N的力推放在水平地面上重500N的箱子,箱子静止不动,求:
  (1)箱子受到的静摩擦力是多少?
  (2)如果改用30N或40N的力去推,静摩擦力又各是多少?
  (3)用水平方向60N的力推放在水平地面上重800N的箱子,箱子静止不动,那么箱子受到的静摩擦力是多少?
  (4)仍用60N的水平力推重1000N的箱子,箱子受到的静摩擦力又是多少?
  例2 用手握住瓶子,瓶子静止在手中不动,下面说法正确的是( ).
  A.手对瓶子的压力恰好等于瓶子的重力
  B.手对瓶子的摩擦力恰好等于瓶子的重力
  C.手握得越紧,手对瓶子的摩擦力越大
  D.手对瓶子的摩擦力必须大于瓶子的重力
  答案 例1(1)60N (2)30 N、40 N (3)60N (4)60N 例2 B
  由上面例题解答可以知道:静摩擦力没有确定的计算公式,静摩擦力的大小不是一个定值,静摩擦力随着外力的增大而增大,但静摩擦力的只能增大到达某一最大值,大小在零和某一最大值之间.所以静摩擦力只能是根据力的平衡来计算,由于相对静止,物体受到的合力为零,根据二力平衡可以计算出静摩擦力的大小.
  五、静摩擦力有哪些应用?
  在我们的生活中,普遍存在静摩擦现象.例如,握在手中的瓶子、粉笔不会滑落,就是静摩擦力作用的结果,再例如人行走、拔河比赛都与静摩擦有着不可分割的联系.织布、缝制衣服、组装自行车零件,也是静摩擦力的作用.静摩擦力在生产中的应用也很多.例如,如图所示的皮带运输机是靠货物和传送皮带之间的静摩擦力把货物送往高处. 还有,自行车、汽车主动轮与地面之间的摩擦力也属于静摩擦力.但由于静摩擦的存在,人们水平移动物体,机器发生转动等需要克服静摩擦消耗一定的能量,这会给人们带来一些不利.总之,静摩擦既有利又有弊,假如没有静摩擦,山体会发生滑坡,沙漠里的各种沙丘也不复存在,各种机器设备就会散架;人和大多数的交通工具将寸步难行,整个世界都将会改变模样.

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