高一物理必修一摩擦力的知識(shí)點(diǎn)
基本要求:
1.知道靜摩擦力的產(chǎn)生條件,會(huì)判斷靜摩擦力的方向。
2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究靜摩擦力的大小,掌握靜摩擦力的最大值及變化范圍。
3.知道滑動(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件,會(huì)判斷滑動(dòng)摩擦力的方向。
4.會(huì)運(yùn)用公式F=μFN計(jì)算滑動(dòng)摩擦力的大小。
5.知道動(dòng)摩擦因數(shù)無(wú)單位,了解動(dòng)摩擦因數(shù)與哪些因素有關(guān)。
6.能用二力平衡條件判斷靜摩擦力的大小和方向。
1.摩擦力方向的判斷
。1)滑動(dòng)摩擦力方向的判斷方法
滑動(dòng)摩擦力的方向總跟接觸面相切,并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。不難看出,判斷滑動(dòng)摩擦力方向的關(guān)鍵是判斷“相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向”。要做到這一點(diǎn)不是很難,因?yàn)槲矬w的運(yùn)動(dòng)是比較直觀的,但千萬(wàn)不要認(rèn)為“相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向”是物體相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)方向,這是初學(xué)者容易犯的`一個(gè)錯(cuò)誤。所謂的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向”是指“受力物體”相對(duì)于“施力物體”的運(yùn)動(dòng)方向。例如,你在運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)上推動(dòng)箱子時(shí),箱子受到的滑動(dòng)摩擦力的方向與箱子相對(duì)于汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向相反。
。2)靜摩擦力方向的判斷方法
靜摩擦力的方向總跟接觸面相切,并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。當(dāng)然這里的關(guān)鍵也是判斷“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向”,而相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向又難以判斷,這就使靜摩擦力方向的判定成為一個(gè)難點(diǎn)。同學(xué)們可以采用下列方法判斷靜摩擦力的方向。
、儆眉僭O(shè)法判斷靜摩擦力的方向,我們可以假設(shè)接觸面是光滑的,判斷物體將向哪滑動(dòng),從而確定相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向,進(jìn)而判斷出靜摩擦力的方向。②根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷靜摩擦力的方向。
2.摩擦力大小的確定
(1)滑動(dòng)摩擦力的大小
滑動(dòng)摩擦力的大小遵循關(guān)系式F=μFN,式中的FN是兩個(gè)物體表面間的壓力,稱(chēng)為正壓力(垂直于接觸面的力),性質(zhì)上屬于彈力,它不是物體的重力,許多情況下需結(jié)合物體的平衡條件加以確定。
式中的μ為動(dòng)摩擦因數(shù),它的數(shù)值跟相互接觸的兩個(gè)物體的材料和接觸面的粗糙程度有關(guān),與兩物體間的正壓力及是否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)無(wú)關(guān),μ沒(méi)有單位。
滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間接觸面積的大小無(wú)關(guān),與物體的運(yùn)動(dòng)性質(zhì)無(wú)關(guān),與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度大小無(wú)關(guān),只要出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng),滑動(dòng)摩擦力恒為F=μFN。
。2)靜摩擦力的大小靜摩擦力的大小隨推力的增大而增大,所以靜摩擦力的大小由外部因素決定,一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)確定其大小。目前可根據(jù)初中二力平衡知識(shí)求解靜摩擦力。當(dāng)人的水平推力增大到某一值時(shí),物體就要滑動(dòng),此時(shí)靜摩擦力達(dá)到最大值,我們把它叫做最大靜摩擦力(Fm)。故靜摩擦力的取值范圍是0。
3.正確理解摩擦力產(chǎn)生的條件及效果
(1)兩物體間產(chǎn)生摩擦力必須同時(shí)滿(mǎn)足以下三個(gè)條件:
、賰蓚(gè)物體的接觸面粗糙;
②兩物體間存在彈力;
、蹆晌矬w有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
因此,若兩物體間有彈力產(chǎn)生,不一定產(chǎn)生摩擦力,但若兩個(gè)物體間有摩擦力產(chǎn)生必有彈力產(chǎn)生。
。2)靜摩擦力中的“靜”指的是相對(duì)靜止,滑動(dòng)摩擦力中的“滑動(dòng)”指的也是相對(duì)滑動(dòng),其中應(yīng)以摩擦力的施力物體為參考系。靜摩擦力產(chǎn)生在相對(duì)靜止(有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))的兩物體間,但這兩個(gè)物體不一定靜止,它們可能一起運(yùn)動(dòng),所以,受靜摩擦力作用的物體不一定靜止;瑒(dòng)摩擦力產(chǎn)生在相對(duì)滑動(dòng)的兩物體之間,但受到滑動(dòng)摩擦力作用的物體可能是靜止的。
。3)在兩種摩擦力的定義中都出現(xiàn)了“阻礙”一詞,所以有些同學(xué)就認(rèn)為,摩擦力總是與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。其實(shí)不然,摩擦力的方向只是與相對(duì)施力物體的運(yùn)動(dòng)方向相反,阻礙的只是物體相對(duì)于施力物體的運(yùn)動(dòng),對(duì)于物體的實(shí)際運(yùn)動(dòng)(通常以地面作為參考系),摩擦力可以是阻力,也可以是動(dòng)力。例如:人跑步時(shí)地面給人的摩擦力就是動(dòng)力;傳送帶上的物體隨傳送帶一起向上運(yùn)動(dòng)時(shí),摩擦力也是動(dòng)力。
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