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高中物理:摩擦力中的“動(dòng)、靜”變化

 昵稱47813312 2019-06-23

摩擦力是《相互作用》這一章的重點(diǎn),也是難點(diǎn),還是今后進(jìn)行受力分析、進(jìn)而解決物理問題的基礎(chǔ),更是同學(xué)們初入高中學(xué)習(xí)中的一個(gè)不小的臺(tái)階。這一部分學(xué)習(xí)得好,將會(huì)提高同學(xué)們學(xué)習(xí)物理的積極性,增強(qiáng)同學(xué)們學(xué)好物理的信心?,F(xiàn)將兩種摩擦力作一對比分析,以便幫助同學(xué)們更好地理解其特點(diǎn)。

一、兩種摩擦力的比較


產(chǎn)生的條件

大小

方向

靜摩

擦力

①兩物體接觸

②接觸面粗糙

③兩物體間存在彈力

④兩物體有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢

為最大靜摩擦力)

跟接觸面相切,并且跟物體間相對運(yùn)動(dòng)趨勢的方向相反

滑動(dòng)

摩擦力

①兩物體接觸

②接觸面粗糙

③兩物體間存在彈力

④兩物體有相對運(yùn)動(dòng)

N為正壓力)

跟接觸面相切,并且跟物體間相對運(yùn)動(dòng)的方向相反

提到摩擦力,首先必須分清是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力,因?yàn)槎咴谟?jì)算大小和確定方向上都有很大的不同,不可一概而論。下面是初學(xué)者很容易犯的幾種錯(cuò)誤:

1. 物體所受到的摩擦力的方向總是跟該物體的運(yùn)動(dòng)方向相反;

2. 物體所受到的摩擦力的方向要么跟該物體的運(yùn)動(dòng)方向相同,要么跟該物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,即摩擦力的方向總是跟該物體的運(yùn)動(dòng)方向在同一條直線上;

3. 物體所受到的摩擦力一定是阻力;

4. 摩擦力的大小與壓力的大小一定成正比。

前三種錯(cuò)誤觀點(diǎn)是由于沒有正確理解“相對運(yùn)動(dòng)(或相對運(yùn)動(dòng)趨勢)的方向”的含義。第四種錯(cuò)誤觀點(diǎn)是由于沒有準(zhǔn)確區(qū)分靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力在大小的計(jì)算上的不同。

二、摩擦力從無到有、從有到無,從靜到動(dòng)、從動(dòng)到靜的變化

1. 在圖1甲、乙、丙中,在t=0時(shí)刻,質(zhì)量為m的物體的速度為零,若外力與時(shí)間的變化關(guān)系為F=ktk為正的常數(shù)),則摩擦力f也將隨時(shí)間t的變化而發(fā)生相應(yīng)的變化。試分別作出與各圖對應(yīng)的f-t圖象。(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)

2. 在圖1丁中,摩擦力f隨斜面傾角0逐漸增大至)的變化而變化,作出對應(yīng)的圖象。(設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力)

1. 解析:在圖1甲中,前一段時(shí)間內(nèi)物體保持靜止,所受的摩擦力是靜摩擦力,即f=F=kt。后一段時(shí)間內(nèi)物體所受的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力,即(與F無關(guān)),物體做加速直線運(yùn)動(dòng)。f-t圖象如圖2甲所示。

在圖l乙中,取沿斜面向上的方向?yàn)檎较颉i_始時(shí)物體有下滑的趨勢,受到沿斜面向上的靜摩擦力的大小。當(dāng)施加推力以后,摩擦力的大小變?yōu)?/span>,在物體保持靜止的過程中,物 體所受的摩擦力仍是靜摩擦力。經(jīng)過一定的時(shí)間后,物體將沿斜面方向向上滑動(dòng),物體所受的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力,即(與F無關(guān))。f-t圖象如圖2乙所示。

在圖1丙中,前一段時(shí)間內(nèi)物體所受的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力,即,物體先加速運(yùn)動(dòng),后減速運(yùn)動(dòng)直至靜止。當(dāng)物體保持靜止時(shí),所受的摩擦力是靜摩擦力,即f=mg(與F無關(guān))。f-t圖象如圖2丙所示。

2. 解析:在圖1丁中,當(dāng)傾角較小時(shí)物體與斜面保持相對靜止,所受摩擦力是靜摩擦力,即。后一段時(shí)間內(nèi)物體所受的摩擦力是滑動(dòng)摩擦力,即,物體沿斜面加速下滑。圖象如圖2丁所示。

有興趣的同學(xué)可以進(jìn)一步思考:在這四幅圖所示的情況下,物體在全過程中所受的最大摩擦力是多少?

總結(jié):由于摩擦力通常表現(xiàn)為被動(dòng)力,它的大小和方向往往隨其他力的變化而變化,那么要把握好摩擦力中的動(dòng)、靜變化問題,必須把物體所受的各種力和物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況結(jié)合起來分析。

▍ 來源:綜合網(wǎng)絡(luò)

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