在初中物理學(xué)習(xí)中,力學(xué)部分是重點(diǎn),也是難點(diǎn)。而在力學(xué)中解決摩擦力有關(guān)問題尤為困難,首先摩擦力有三種:即靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力、滾動(dòng)摩擦力; 其次摩擦力的方向和大小不容易搞清楚。下面就通過一些例題來說明:
一、判斷是否受摩擦力
要判斷一個(gè)物體是否受摩擦力,我們可以從產(chǎn)生摩擦力的條件入手,條件是:
①兩個(gè)物體相互接觸并擠壓,即兩個(gè)物體之間有彈力
②接觸面不光滑
③物體有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢或發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)
注意:物體對接觸面的壓力
壓力即為作用在支持面上且與作用面垂直的力。其大小不一定等于物體的重力,以后的學(xué)習(xí)過程中我們會知道壓力可能大于重力,可能小于重力,還可能等于重力,也可能與重力無關(guān)。但是不論支持面是什么樣的,也不論物體受力情況如何復(fù)雜,物體對支持面的正壓力和支持面對物體的支持力,總是一對作用力和反作用力,所以許多情況下都是通過求物體所受支持力來求得正壓力的。
(1)靜止的物體
例1.下圖(1)中,物體A靜止在水平地面上; 圖(2)中,物體B靜止在斜面上; 圖(3)中,物體C被壓在豎直墻壁上而處于靜止,
(1) (2) (3)
試分析上圖中,物體A、B、C是否受摩擦力?
分析解答:上圖中物體A、B、C分別相對于地面、斜面、墻面均處于靜止?fàn)顟B(tài),但其中物體B、C有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢,所以B、C受摩擦力,而A物體不受摩擦力。(2)運(yùn)動(dòng)的物體
例2.下圖中,物體A在水平向右的拉力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng),B物體在水平皮帶上跟隨皮帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng),C物體沿著傾斜的皮帶一起勻速直線運(yùn)動(dòng),D物體沿著豎直墻壁向下做勻速直線運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在不考慮空氣阻力,試分析它們是否受摩擦力?
分析解答:圖(1)、圖(4)中的物體均有相對運(yùn)動(dòng),同時(shí)結(jié)合平衡力的知識可以判斷物體A和D都受摩擦力。圖(2)中的物體B相對皮帶是靜止的,若假設(shè)物體B受水平方向的摩擦力,則在水平方向找不到與摩擦力平衡的力。說明假設(shè)不存在,所以物體B不受摩擦力。圖(3)中的物體C為什么能跟隨皮帶一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)而沒有滑下來呢?靠的就是摩擦力提供的動(dòng)力,所以物體C受摩擦力。
二、推斷摩擦力的大小
對于摩擦力大小問題,初中階段一般主要研究的是靜摩擦力大小和滑動(dòng)摩擦力的大小,而大多數(shù)學(xué)生在做題時(shí)不能把這兩種摩擦力區(qū)分開,導(dǎo)致常常把這兩種摩擦力的大小搞錯(cuò)。
(1)靜摩擦力的大小
例3.如圖所示,一個(gè)小孩沿水平方向用力推靜止在水平地面上的小汽車,但小車仍保持靜止,則( )
A.小孩對車的推力大于車受到的阻力
B.小孩對車的推力等于車受到的阻力
C.小孩對車的推力小于車受到的阻力
D.小孩對車的推力與車受到的阻力的大小關(guān)系不能確定
分析解答:汽車在水平方向上受推力和靜摩擦力,根據(jù)平衡力知識:推力和靜摩擦力是一對平衡力,所以推力和靜摩擦力大小相等,答案選“B”。
(2)滑動(dòng)摩擦力的大小
例4.用彈簧秤在水平方向上拉動(dòng)一個(gè)置于地面的物體,使它做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),彈簧秤示數(shù)5N.當(dāng)彈簧秤示數(shù)為6N時(shí),物體運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力大小是 ( )
A.6N B.5N C.1N D.11N
分析解答:因?yàn)槲矬w是運(yùn)動(dòng)的,所以在水平方向上受到拉力和滑動(dòng)摩擦力。又因?yàn)槲矬w開始做是勻速直線運(yùn)動(dòng),所以拉力和滑動(dòng)摩擦力是一對平衡力。當(dāng)拉力由5N變?yōu)?N時(shí),物體所受到摩擦力仍為滑動(dòng)摩擦力,而物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小只與接觸面粗糙程度和壓力大小有關(guān),只要這兩因素不變,滑動(dòng)摩擦力的大小就不變。所以本題選“B”。
小結(jié):
①靜摩擦力的大小受外力的影響,但要看所加外力是否跟靜摩擦力在同一個(gè)方向上,若所加外力不與靜摩擦力在同一個(gè)方向上,則不會影響靜摩擦力的大小。
②滑動(dòng)摩擦力的大小只與接觸面粗糙程度和壓力大小有關(guān),只要這兩個(gè)因素不變,滑動(dòng)摩擦力的大小就不變。
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