为什么会产生摩擦力(与摩擦力的爱恨情仇)

众所周知,高中物理受力分析是力学学习的难点,好多同学一碰到受力分析的题就自动开启脸上笑嘻嘻,心里MMP的祖安模式。说道受力分析,不得不说有一个比女朋友还任性的力——摩擦力,有多任性那?它有时候存在,有时候又不存在;它的方向有时跟运动方向相同,有时又和运动方向相反;它有时候是动力,有时候却又是阻力。受力分析时感觉自己的智商被摩擦力放到了地上反复摩擦碾压,看到这不管你是小朋友头上有很多问号,还是小问号头上有很多小朋友,你都想默默点一首《凉凉》送给摩擦力

为什么会产生摩擦力(与摩擦力的爱恨情仇)(1)

说了这么多,下面咱们聊聊摩擦力。

1. 摩擦力可分为静摩擦力,滑动摩擦力和滚动摩擦力(高中不研究)三种。

2. 定义:两个相互接触并相互挤压的物体发生相对运动或具有相对运动趋势时,在接触面上产生的阻碍相对运动或相对运动趋势的力叫做摩擦力

3. 产生条件(三条必须同时满足,缺一不可):(1)接触面粗糙(2)两接触物体间存在弹力(3)有相对运动或相对运动趋势

一、静摩擦力

提示:相对是指两物体互为参考系时是静止的,以其他物体为参考系的时候可能是运动的

如图一所示物体A、B叠放在粗糙水平面上,水平力F作用在A上,使二者一起向右做匀速直线运动.

为什么会产生摩擦力(与摩擦力的爱恨情仇)(2)

A和B互为参考系时A和B是静止的,但以地面为参考系A是向右运动的,A受到了向右的拉力所以相对B而言,有了向右的运动趋势

静摩擦力的有无及方向判断

1条件判断法 根据摩擦力定义条件进行判断摩擦力有无及方向

2 二力平衡法 对处于平衡状态(匀速或静止)下的物体,静摩擦力能与物体处于所受其他力平衡使物体处于平衡态,据此确定摩擦力有无及方向。

方法详解:如图一,AB相对静止所以两者之间存在摩擦力也只能是静摩擦力,A处于平衡态,A受到一个向右的水平拉力必然会有一个水平向左等大的力跟它平衡,只能是B 给A水平向左的静摩擦力,力的作用是相互的,A给B一个水平向右大小为F的力,又因为B也处于平衡态,所以B会受到地面给的大小为F水平向左的滑动摩擦力(B与地面有相对滑动)

3假设法 假设两物体间无摩擦力,看物体运动状态是否发生改变

为什么会产生摩擦力(与摩擦力的爱恨情仇)(3)

方法详解:以图一为例,假设AB接触面光滑,对A施加拉力,A在光滑平面上随拉力向右加速运动(运动状态发生改变), 所以AB之间存在静摩擦力B给A一个水平向左的力;同理,如果接触面光滑B物体水平方向只受水平向左滑动摩擦力,应该向右做减速运动(运动状态发生改变),故A给B一个水平向左的静摩擦力。

练一练

(多选)如图所示,有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙的水平地面上,现用水平力F作用在B上,三个物体仍然静止,下列说法中正确的是

为什么会产生摩擦力(与摩擦力的爱恨情仇)(4)

A.B对A有摩擦力作用

B.B受到A、C的摩擦力作用

C.B只受到C的摩擦力作用

D.地面对C有摩擦力作用,大小等于F

尝试用以上三种方法解答

答案 CD

二、滑动摩擦力

1.方向:滑动摩擦力方向跟其相对运动方向相反

2.计算公式:Ff=μFn,

μ只跟接触面的粗糙程度和材料有关,Fn是垂直接触面的正压力,不一定等于物体重力

滑动摩擦力就不展开了,因为相(懒)对(的)简(写)单(了)。

接下来我来就2个例子谈谈摩擦力的几个误区

误区1:摩擦力都是阻力,无益处

反例解释 擦黑板时,是靠滑动摩擦力把黑板擦干净,这时充当的是动力

传送带斜向上传送粮食,是靠静摩擦力将粮食由低处传到高处,是动力

误区2:受滑动摩擦力的物体一定是运动的,受静摩擦力的物体一定是静止的

无论物体是否运动还是静止都可以受到滑动摩擦力和静摩擦力

擦黑板时,黑板是静止的但也受到了滑动摩擦力;传送带斜向上传送粮食,粮食受到静摩擦力但相对地面是运动的。

误区3.摩擦力跟物体运动方向一定是相反的

摩擦力的方向跟物体的运动方向可能相同也可能相反

反例 传送带斜向上传送粮食,粮食受到斜向上的静摩擦力,跟物体运动方向相同

为什么会产生摩擦力(与摩擦力的爱恨情仇)(5)

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