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1、3.3摩擦力第三章 相互作用靜摩擦力摩擦力兩個(gè)相互接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng) 或具有 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙 相對(duì)運(yùn)動(dòng)或 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) 的力,這種力叫做摩擦力靜摩擦力1. 什么是靜摩擦力? 一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體靜止,但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力,叫靜摩擦力。接觸面不光滑(即接觸面粗糙)兩物體相互接觸兩物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)兩物體間有擠壓(即有彈性形變)彈力2.靜摩擦力的產(chǎn)生條件彈力是產(chǎn)生摩擦力的必要條件.下列圖中的物體都處于靜止?fàn)顟B(tài),有靜摩擦力的是B C DABCFDFF已知圖中物體都處于靜止,試對(duì)物體進(jìn)行受力分析,畫(huà)出力的示意圖。GF靜FNGFNFF靜GFNGF靜F

2、FN3.靜摩擦力的方向跟接觸面相切,與接觸面處的正壓力方向垂直,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反根據(jù)二力平衡來(lái)判斷。推力F靜摩擦力f重力G靜摩擦力f靜摩擦力f4.靜摩擦力的大小F=5Nf=5N靜摩擦力隨著使物體產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的外力的增大而增大,且兩者大小總是相等。(二力平衡)F=8Nf=8NFm=12Nfm=12N靜摩擦力沒(méi)有直接計(jì)算其大小的公式。只能結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)根據(jù)平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解.當(dāng)人的水平推力增大到某一值F時(shí),物體就要滑動(dòng),此時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值,我們把fmax叫最大靜摩擦力.靜摩擦力的大小可以在零到最大靜摩擦力之間變化。5.最大靜摩擦力定義:靜摩擦力的最大值最大靜摩擦力fm和物體間的正

3、壓力N成正比。最大靜摩擦力大于滑動(dòng)摩擦力。粗略計(jì)算時(shí)認(rèn)為靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。靜摩擦力的取值范圍:在0到最大靜摩擦力之間。Fm=12Nfm=12N與使物體剛好運(yùn)動(dòng)時(shí)外力的大小相等大小:說(shuō)明:例1一木塊放在水平桌面上在水平方向共受到F1、F2和摩擦力三個(gè)力的作用,木塊處于靜止?fàn)顟B(tài),其中,F(xiàn)1=10N,F(xiàn)2 =2N,若撤去力F1,則木塊在水平方向受到的合力為 ( )A. 10N,方向向左B. 6N,方向向右C. 2N,方向向左D. 0F2 =2NF1 =10N解:原來(lái)物塊受到的靜摩擦力為8N,小于等于最大靜摩擦力,若撤去力F1 ,外力等于2N,所以此時(shí)仍然靜止,靜摩擦力為2N,則木塊在水平方向受

4、到的合力為0。D結(jié)合平衡條件根據(jù)力產(chǎn)生的效果分析靜摩擦力的大小和方向F解析:靜摩擦力的大小與正壓力沒(méi)有關(guān)系。只有最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比。靜摩擦力沒(méi)有計(jì)算公式,本題根據(jù)二力平衡來(lái)間接計(jì)算靜摩擦力。例2. 用水平力F將物體壓在豎直墻壁上,物體保持靜止?fàn)顟B(tài),物體所受的摩擦力大?。?)A。隨F的增大而增大 B。隨F的減小而減小C。等于物體重力的大小 D。可能大于物體的重力CADBC主動(dòng)輪從動(dòng)輪v例3如圖為皮帶傳動(dòng)裝置,正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的方向如圖所示, 當(dāng)機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),關(guān)于主動(dòng)輪上的A點(diǎn)、與主動(dòng)輪接觸的皮帶上的B點(diǎn)、與從動(dòng)輪接觸的皮帶上的C點(diǎn)及從動(dòng)輪上的D點(diǎn),這四點(diǎn)的摩擦力的方向的描述,正確的是

5、( )A. A點(diǎn)受到的摩擦力沿順時(shí)針?lè)较駼. B點(diǎn)受到的摩擦力沿順時(shí)針?lè)较駽. C點(diǎn)受到的摩擦力沿逆時(shí)針?lè)较駾. D點(diǎn)受到的摩擦力沿逆時(shí)針?lè)较駻 D解析:因?yàn)橹鲃?dòng)輪是由動(dòng)力機(jī)器提供動(dòng)力轉(zhuǎn)動(dòng)的,而從動(dòng)輪是由皮帶帶動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的假設(shè)皮帶光滑,則主動(dòng)輪轉(zhuǎn),皮帶不動(dòng),或皮帶動(dòng),從動(dòng)輪不轉(zhuǎn),由此可知主動(dòng)輪是通過(guò)摩擦力帶動(dòng)皮帶,皮帶阻礙主動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng);皮帶靠摩擦力帶動(dòng)從動(dòng)輪,從動(dòng)輪阻礙皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)結(jié)合“假設(shè)法”根據(jù)力產(chǎn)生的條件分析靜摩擦力的方向。思考靜摩擦力的方向跟運(yùn)動(dòng)方向有關(guān)系嗎?靜摩擦力的大小與正壓力有關(guān)嗎?靜摩擦力一定是阻力嗎?靜止的物體一定有靜摩擦力嗎?運(yùn)動(dòng)的物體一定沒(méi)有靜摩擦力?靜摩擦力大小與正壓力無(wú)關(guān),但

6、最大靜摩擦力的大小與正壓力成正比不一定靜摩擦力的方向跟運(yùn)動(dòng)方向沒(méi)有直接關(guān)系靜摩擦力可以是阻力,也可以是動(dòng)力。但它產(chǎn)生的效果一定是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)摩擦力的方向(1)跟接觸面相切,(2)跟彈力的方向垂直,(3)跟相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反,而與物體的運(yùn)動(dòng)方向可能相同、相反、垂直或成某一角度,所以摩擦力可能是動(dòng)力,也可能是阻力。靜摩擦力1.靜摩擦力產(chǎn)生的條件(1)彈力是產(chǎn)生摩擦力的必要條件(2)“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”是以對(duì)研究對(duì)象施加摩擦力作用的物體為參考系來(lái)研究的。研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向常利用“假設(shè)法”,化“靜”為“動(dòng)”,即假設(shè)接觸面光滑,看研究對(duì)象是否會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)(相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)),從而判斷有無(wú)相

7、對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),從而確定有無(wú)靜摩擦力并且確定靜摩擦力的方向,這種方法適用于物體受力較少的情況2.靜摩擦力的三要素靜摩擦力的大小可以在零到最大靜摩擦力之間變化。靜摩擦力是“被動(dòng)力”,它由主動(dòng)力和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共同決定,只能結(jié)合運(yùn)動(dòng)狀態(tài)根據(jù)平衡條件或動(dòng)力學(xué)規(guī)律求解(2)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)分析靜摩擦力的有無(wú),判斷其方向、計(jì)算其大小。這是最基本的也是最有效的方法。若物體處于平衡狀態(tài),分析沿接觸面其它力(除靜摩擦力)的合力,若合力為零,則靜摩擦力不存在,若合力不為零,一定存在靜摩擦力,且靜摩擦力的大小等于合力,方向與合力方向相反。靜摩擦力是“被動(dòng)力”,它由主動(dòng)力和物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)共同決定,因此靜摩擦力的有無(wú)、方向的判斷和大小的計(jì)算,通常根據(jù)物體是平衡態(tài)或非平衡態(tài),利用平衡條件或牛頓第二定律(此法關(guān)鍵是先判斷物體的加速度的方向,再根據(jù)牛頓第二定律確定合力的方向,最后由受力分析確定摩擦力力的方向和大?。┓治?。3.靜摩擦力的研究方法(1)結(jié)合“假設(shè)法”根據(jù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)判斷靜摩擦力的有無(wú)并確定靜摩擦力的方向。若物體處于非平衡

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