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高中物理中摩擦力的特點,全面地總結在這裡,拿走不謝!

2022-08-23由 佐木abby 發表于 林業

滑動摩擦力總是阻礙物體之間的什麼

摩擦力擁有一些能夠讓人驚掉下巴的結論,和初中時期學的摩擦力完全不一樣,我們首先來理解一下摩擦力的這些特點:

一、

有摩擦力一定有彈力,有彈力不一定有摩擦力。

這是因為彈力是產生摩擦力的條件,如果沒有了彈力,那麼產生摩擦力的條件就不足夠,所以也就不會有摩擦力了。

二、

同一接觸面的摩擦力和彈力的方向一定相互垂直。

因為在同一接觸面,彈力的方向一定垂直接觸面,而摩擦力的方向與接觸面平行,所以這兩個力的方向永遠相互垂直。

三、

靜止的物體可能受到滑動摩擦力,而運動的物體也可能會受到靜摩擦力。

有的同學總以為運動的物體不可能會受到靜摩擦力,其時物體受的是靜摩擦力還是滑動摩擦力,與物體是否運動無關,而是與物體是否存在相對運動有關。

例如,在下圖中,物體

A

和木板

B

在外力

F

的作用下一起向右做勻加速直線運動,木板

B

的加速度由摩擦力提供。由於物體

A

和木板

B

沒有發生相對滑動,所以物體

A

和木板

B

之間的摩擦力只能是靜摩擦力。所以運動的物體是能夠受到靜摩擦力的。當然,如果只要物體

A

在做勻加速運動,木板

B

靜止,則

A

B

之間的摩擦力是滑動摩擦力,所以靜止的物體也可以受到滑動摩擦力的作用。

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四、

摩擦力的方向可能與運動方向相同,也可能與運動方向相反,但一定與相對運動(趨勢)方向相反。

有的同學因為在初中學習摩擦力的時候,學習的就是摩擦力的方向與物體運動的方向相反,因此到高中的時候也會認為摩擦力的方向與物體的運動方向相反。而這是對摩擦力方向及作用的最本質的理解出現了問題,摩擦力不管是靜摩擦力還是滑動摩擦力,阻礙的都不是物體的運動,而是物體的相對運動(趨勢)。所以摩擦力的方向不一定與物體的運動方向相反,但一定與物體的相對運動(趨勢)方向相反。

例如,如下圖所示,物體B和物體A都在向右運動,如果物體B的速度

小於物體A的速度

,則物體B相對物體A向左運動,那麼物體B受到A的滑動摩擦力方向水平向右;根據牛頓第三定律,物體A受到B的滑動摩擦力方向水平向左。則物體B受到的摩擦力與速度方向相同,而物體A受到的摩擦力與速度方向相反。

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五、

摩擦力既可以提供動力,也可以提供阻力。

因為摩擦力的方向既有可能與物體的運動方向相同,也有可能與物體的運動方向相反,所以它既可以提供動力,也可以提供阻力。

最後一點就是靜摩擦力與最大靜摩擦力的關係這一塊,很多同學在這一塊上面一直沒有理解。舉個例子給大家講,就是我們去遊樂場的時候往往會有一個標準:

1。2

米以上的小孩需要買票。最大靜摩擦力就是這個

1。2

米,它相當於是一個標準,或者說是一個分界點。當摩擦力小於最大靜摩擦力時,它就是靜摩擦力(不需要買票);當摩擦力大於最大靜摩擦力時,它就會變成滑動摩擦力(即需要買票)。

靜摩擦力的大小與壓力的大小無關,而最大靜摩擦力的大小與壓力的大小有關。壓力越大,最大靜摩擦力越大;壓力越小,最大靜摩擦力越小。

關於靜摩擦力,尤其是最大靜摩擦力,理解起來會有點難,所以我通過幾種不同的情景來輔助大家理解靜摩擦力與最大靜摩擦力的關係。

如下

圖所示,有一個重力不計的長方形容器,被水平力

F

壓在豎直的牆面上處於靜止狀態,現緩慢地向容器內

水,直到將容器

剛好盛滿為止,在此過程中容器始終保持靜止。

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因為容器與牆壁始終保持靜止,所以容器受到牆壁的摩擦力為靜摩擦力。其受力分析圖如下圖所示。

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因為容器始終保持靜止,所以合力為零。根據受力分析圖可知,摩擦力的大小等於重力。因為一直在往容器里加水,所以容器的重力一直在變大,那麼摩擦力也一直在變大。

最大靜摩擦力與壓力的大小有關,壓力越大,最大靜摩擦力越大。摩擦力的大小一直在變大,但是最大靜摩擦力可以不變,也可以變大或者變小,只要能保證最大靜摩擦力的大小大於靜摩擦力,容器就不會滑動。所以水平力

F

大小可能變大,也可能變小,也可能不變。