靜摩擦力的有無及大小的判斷方法

靜摩擦力的有無及大小的判斷方法靜摩擦力是眾多的物理模型中經(jīng)常遇到的，對于其特點(diǎn)的理解及其求解方法，學(xué)生往往感到困惑，現(xiàn)結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)際歸納總結(jié)，幫助大家對靜摩擦力有個比較透徹的認(rèn)識。一、 靜摩擦力是接觸力靜摩擦力是在相互接觸的物體間具有相對運(yùn)動趨勢時才產(chǎn)生的，它具有阻礙物體的相對運(yùn)動趨勢，所以靜摩擦力的產(chǎn)生條件為（1）物體間直接接觸（2）接觸面粗糙（3）物體間有相對運(yùn)動趨勢。當(dāng)然并不是任何相互接觸有保持相對靜止的兩個物體間一定存在靜摩擦力，例如水平傳送帶勻速運(yùn)送零部件時，零部件與傳送帶間并沒有摩擦力的作用。二、 靜摩擦力有無的判斷假設(shè)法假設(shè)法，就是假設(shè)接觸的兩物體間無摩擦力，分析物體的運(yùn)動是否與現(xiàn)在一致，若一致說明假設(shè)是正確的，兩物體間確實(shí)無摩擦力，若不一致說明假設(shè)是錯誤的，兩物體間有摩擦力。例1如圖1所示，物體A靜止于斜面上，試分析斜面有沒有對A施加摩擦力的作用，若有方向向哪？解析：假設(shè)物體A不受靜摩擦力的作用，A將沿斜面下滑，這與A現(xiàn)在的靜止的運(yùn)動狀態(tài)矛盾，故假設(shè)是錯誤的A應(yīng)該有沿斜面下滑的趨勢，應(yīng)該受到沿斜面向上的靜摩擦力。例2如圖2所示的皮帶傳動裝置，O1為主動輪，O2為從動輪。傳送帶正沿順時針方向運(yùn)動傳送物體A，試分析：（1）皮帶上的P點(diǎn)，O1輪上的P點(diǎn)所受的靜摩擦力的方向。（2）皮帶上的Q點(diǎn)，O2輪上的。點(diǎn)所受靜摩擦力的方向（皮帶與輪間不打滑）解析：假設(shè)主動輪O1與皮帶間沒有摩擦力則皮帶不動，只是主動輪O1沿順時針轉(zhuǎn)動，故假設(shè)錯誤，皮帶上的P點(diǎn)受到主動輪O1的給它的靜摩擦力為動力，應(yīng)該豎直向上，有牛頓第三定律知P點(diǎn)受到皮帶給的靜摩擦力豎直向下，為阻力。假設(shè)從動輪O2與皮帶間無摩擦力則從動輪不轉(zhuǎn)動，故假設(shè)錯誤，Q，點(diǎn)受到豎直向下的靜摩擦力為動力，Q點(diǎn)受到豎直向上的靜摩擦力為阻力。三，靜摩擦力大小的判斷（一） 根據(jù)物體的受力平衡條件，列受力平方程例3A、B、C三塊質(zhì)量分別為M、m和m0的物體做如圖3所示的連接，繩子不可伸長，且繩子滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計，A、B靜止于水平桌面上，則可判定A、 物體A與桌面間有摩擦力，大小為m0gB、 物體A和B之間有摩擦力，大小為m0gC、 桌面對A，B對A都有摩擦力，兩者方向相同，合力為m0gD、 桌面對A，B對A都有摩擦力，兩者方向相反，合力為m0g解析：A和B均處于靜止，隔離B由于水平方向合外力為零，故A對B沒有水平方向的摩擦力的作用，對A、B整體受到水平向右的繩的拉力大小為m0g，有其靜止的運(yùn)動狀態(tài)可知，A、B整體一定受到水平向左的靜摩擦力大小也為m0g故選A（二） 根據(jù)牛頓第二定律求解例4質(zhì)量M=10kg的木楔ABC靜止于粗糙水平面上，動摩擦因數(shù)^=0.2，木楔的傾角O=30o,斜面上有一個m=1.0kg的物體由靜止沿斜面下滑，如圖4所示，當(dāng)滑行距離s=1.4m時，其速度v=1.4m/s，在這一過程中木楔沒有動，求地面對木楔的摩擦力的大小和方向（g=10m/s）解析：由勻變速運(yùn)動公式v2=2as可得，物體在斜面上勻加速下滑的加速度a=v2/2s=1.42/2x1.4m=0.7m/s2將M、m作為一個整體，水平方向上具有加速度ax=a，方向水平向左，故地面對M、m整體有水平向左的靜摩擦力大小為F=max=acosO=1x0.7N=0.7N（三） 根據(jù)牛頓第三定律求解例5如圖5所示，在力F的作用下，A、B兩個物體均靜止，試分析A所受的靜摩擦力。（已知兩物體質(zhì)量均為m）解析：若隔離A分析有困難，因?yàn)樽笥覂蓚€接觸面給A的摩擦力都不知道，可以隔離B，根據(jù)B在豎直方向的受力平衡知