【知识要点】
1.静摩擦力:一个物体在另一个物体表面上有相对运动趋势时所受到的力叫做静摩擦力。
分析前后两种情况下M的受力可知,第二种情况下之所以出现了静摩擦力,就在于此时的物体由于受拉力T而具有了相对桌面向右的运动趋势。我们不难发现,产生静摩擦力的时候,M与桌面间的接触面是粗糙的;它们之间存在弹力;它们有相对运动的趋势。
2.静摩擦力的产生条件: ①接触面是粗糙的;
②两个物体互相接触且相互间有挤压;
③物体间有相对运动的趋势。
2.静摩擦力的方向: ①方向:跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势方向相反。所谓的相对,是以施加摩擦力的施力物体为参考系的。
②相对运动趋势的方向的判定:假设接触面光滑没有摩擦力,看物体的相对运动方向,由此判定相对运动趋势的方向
3.静摩擦力的大小: 见图2装置,逐渐增加桶中沙子的质量,则M受到的拉力T逐渐增大,因M处于静止态,故静摩擦力f总与拉力T平衡,因此,静摩擦力的大小逐渐变大。当沙子的质量增加到一定程度后,发现物块突然相对水平面运动起来,于是,物块与桌面间的静摩擦力不复存在。由上面的分析可知:
①最大静摩擦力:静摩擦力存在最大值,称为最大静摩擦力。它等于使物体刚要运动所需要的最小外力。
②静摩擦力的大小不是一个定值,静摩擦力随实际情况而变,大小在零和最大静摩擦力Fm之间。其数值可由物体的运动状态确定。
二、滑动摩擦力: 图2装置中,当绳的拉力T大于物块与桌面间的最大静摩擦力后,物块相对桌面运动起来。此时,二者之间存在的摩擦力称为滑动摩擦力。
1.滑动摩擦力的定义:一个物体在另一个物体表面上相对滑动时,要受到另一个物体阻碍它相对滑动的力,此力就为滑动摩擦力。
2.滑动摩擦力的产生条件: ①接触面粗糙
②两个物体互相接触且相互间有挤压
③物体间有相对运动。
2.滑动摩擦力的大小与方向: ①方向:总是跟接触面相切,并且跟物体与相对运动方向相反。所谓相对,仍是以施加摩擦力的施力物体为参考系的。
②大小:滑动摩擦力f的大小跟正压力成正比,即f=μN。μ为动摩擦因数:与接触面的材料、粗糙程度有关。接触面的粗糙程度及接触面间的弹力有关。
③滑动摩擦力的大小比最大静摩擦力fmax略小。通常的计算中可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力。
【例题分析】 例1、已知:m静止,m与地面的接触面粗糙。求m受到的摩擦力。
分析: m受重力,支持力,由于受到F的作用,m有向右运动的趋势,又由于接触面是粗糙的,故具备了产生静摩擦力的三个条件。m必受与F方向相反的静摩擦力f,其大小等于F。
例2、重100N的木块放在水平桌面上,它与水平桌面间的动摩擦因数为μ=0.25,它与桌面之间最大静摩擦力为30N。水平拉力F作用在木块上,当力F的大小由零逐渐增大到28N时,木块所受的摩擦力大小为__________;当力F的大小由35N减小到28N时,木块所受摩擦力的大小为_________。
答: 28N,25N
解: 木块静止,当所施水平力F从零开始增大,当拉力小于最大静摩擦力时,木块保持静止。水平方向木块所受拉力F与静摩擦力f静相平衡,所以有:f静=F1=28N
当拉力从35N减小时,由于初始它大于木块的最大静摩擦力,木块沿桌面滑动,这样木块受到的是滑动摩擦力。
f滑=μN=μmg=0.25×100N=25N
当拉力从35N减小到28N时,木块沿桌面滑动,其所受摩擦力为f滑=25N。
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