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高一物理摩擦力公式的知識(shí)點(diǎn)
兩個(gè)相互接觸并擠壓的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí),就會(huì)在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力,這種力叫做摩擦力,下面小編為大家?guī)?lái)高一物理摩擦力公式的知識(shí)點(diǎn),希望大家喜歡!
高一物理摩擦力公式的知識(shí)點(diǎn) 1
(1)滑動(dòng)摩擦力:f=N
說(shuō)明:a、N為接觸面間的彈力,可以大于G;也可以等于G;也可以小于G
b、為滑動(dòng)摩擦系數(shù),只與接觸面材料和粗糙程度有關(guān),與接觸面積大小、接觸面相對(duì)運(yùn)動(dòng)快慢以及正壓力N無(wú)關(guān).
(2)靜摩擦力:由物體的平衡條件或牛頓第二定律求解,與正壓力無(wú)關(guān).
大小范圍:Of靜fm(fm為最大靜摩擦力,與正壓力有關(guān))
a、摩擦力可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,也可以與運(yùn)動(dòng)方向相反,還可以與運(yùn)動(dòng)方向成一定夾角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作負(fù)功,還可以不作功。
c、摩擦力的方向與物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。
d、靜止的物體可以受滑動(dòng)摩擦力的`作用,運(yùn)動(dòng)的物體可以受靜摩擦力的作用。
高一物理摩擦力公式的知識(shí)點(diǎn) 2
1.正確理解產(chǎn)生摩擦力的條件
要正確分析出物體是否受摩擦力作用,就必須全面認(rèn)識(shí)產(chǎn)生摩擦力的條件。產(chǎn)生摩擦力的條件有三:
、俅植诮佑|面。摩擦力是接觸力,它只能產(chǎn)生在兩相互接觸、表面粗糙的物體之間。在理想情況下,若認(rèn)為接觸面“光滑”,則不考慮摩擦力的存在。
②正壓力的存在。正壓力的存在是產(chǎn)生摩擦力的前提。如果兩相互接觸的物體之間無(wú)擠壓作用,則接觸面上的摩擦力也將為零。有些同學(xué)認(rèn)為壓力與物體所受重力大小相等,這是極其錯(cuò)誤的。在不同的物理情景中,正壓力的產(chǎn)生原因是不同的。
③物體之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。在分析物體是否受摩擦力作用時(shí),應(yīng)考慮被研究的物體相對(duì)于與之接觸的物體有無(wú)相對(duì)滑動(dòng)或有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。[注:所謂“相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)”的方向是指兩個(gè)相互接觸的物體之間,假如沒(méi)有摩擦力作用時(shí),將要發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)的方向。]例如:擦黑板時(shí),黑板處于靜止?fàn)顟B(tài),但它相對(duì)于黑板擦發(fā)生了相對(duì)運(yùn)動(dòng),因而黑板將受到滑動(dòng)摩擦力作用。
產(chǎn)生摩擦力的三個(gè)條件缺一不可。物體間不接觸,談不到摩擦力;接觸面“光滑”,不計(jì)摩擦力;粗糙接觸的物體間有相互擠壓但沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),不會(huì)產(chǎn)生摩擦力;有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),但接觸面間無(wú)壓力存在,接觸面上摩擦力也將為零。
2.正確應(yīng)用摩擦力的計(jì)算公式
在物理問(wèn)題的求解中,一些同學(xué)不能對(duì)問(wèn)題作具體的分析與思考,而是生搬硬套、盲目亂用公式,從而造成求解錯(cuò)誤。在對(duì)摩擦力的計(jì)算中就常犯這類錯(cuò)誤。在求解摩擦力大小之前,必須首先分析物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),判別是滑動(dòng)摩擦還是靜摩擦。對(duì)于靜摩擦,靜摩擦力的`大小取決于物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,隨外界其它因素的變化而變化,靜摩擦力大小的取值范圍為fm>(或=)f靜>(或=)0 ,具體數(shù)值只能根據(jù)物體所處的狀態(tài),由力的平衡知識(shí)或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解。只有最大靜摩擦力才是fm=u0N,其中u0為靜摩擦因數(shù)。最大靜摩擦力實(shí)際上大于滑動(dòng)摩擦力,但在沒(méi)有說(shuō)明的情況下可以認(rèn)為它們近似相等。對(duì)于滑動(dòng)摩擦,摩擦力大小的計(jì)算公式為f=uN,其中u為動(dòng)摩擦因數(shù),其值與接觸面的材料以及接觸面的情況(如粗糙程度)有關(guān)(課本上的動(dòng)摩擦因數(shù)表上只強(qiáng)調(diào)了接觸面的材料),而與接觸面積的大小,物體運(yùn)動(dòng)的速度(或加速度)無(wú)關(guān);N為兩接觸面間的正壓力。對(duì)于滑動(dòng)摩擦力來(lái)說(shuō),由于f=uN,因此,只要u一定,則f與N成正比,N的變化決定了f的變化,如果N是某個(gè)物理量(如時(shí)間t、速度v等)的函數(shù),則f也就是該物理量的等次函數(shù)。所以,要正確求解滑動(dòng)摩擦力,就必須優(yōu)先確定正壓力N。當(dāng)然,對(duì)于滑動(dòng)摩擦力的求解,我們還可以根據(jù)物體受力情況,由力的平衡知識(shí)或牛頓定律求出。
3.正確判定摩擦力的方向
摩擦力的效果總是起著阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的作用,其方向總與接觸面相切,與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向相反。但是,摩擦力的方向并不總與物體運(yùn)動(dòng)方向相反,它可與物體運(yùn)動(dòng)方向相同,還可以與物體運(yùn)動(dòng)方向成任意夾角。
由此可見,摩擦力方向總是阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),而不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。摩擦力既可以為阻力也可以為動(dòng)力,我們不能由物體的運(yùn)動(dòng)方向來(lái)輕易確定摩擦力方向。
對(duì)摩擦力方向的確定一般有兩種方法:
①根據(jù)“摩擦力方向總與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反”來(lái)判斷。對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的判斷可采用“假設(shè)法”(或稱添油法)判定:假定在兩相對(duì)靜止的物體間添加潤(rùn)滑油,從而使兩物體間的摩擦力不存在,看此時(shí)兩物體會(huì)發(fā)生怎樣的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)確定。
【例】如圖所示,在一條水平的傳送帶上放著一個(gè)物體A,物體A隨著傳送帶一起向右作勻速直線運(yùn)動(dòng),則此時(shí)物體A受到的傳送帶對(duì)它的摩擦力方向如何?
情景剖析:此情景初看比較復(fù)雜,很容易跟“剛開始運(yùn)動(dòng)”或“正在減速”的情景相混淆。如果物體A與傳送帶之間存在摩擦力,那么這個(gè)力必定在水平方向上,或水平向右,或水平向左。由于物體A作勻速直線運(yùn)動(dòng),既沒(méi)有加速,也沒(méi)有減速,即物體A相對(duì)于傳送帶來(lái)說(shuō)是靜止不動(dòng)的,因此說(shuō),它既沒(méi)有向前加速的趨勢(shì),也沒(méi)有要停下來(lái)的趨勢(shì),故物體A與傳送帶之間不存在摩擦力?梢,本題的關(guān)鍵語(yǔ)句是“物體A隨著傳送帶一起向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)”。
、诟鶕(jù)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài),由牛頓定律來(lái)確定。
【例】如圖所示,一質(zhì)量為m的貨物放在傾角為α的傳送帶上隨傳送帶一起向上或向下做加速運(yùn)動(dòng).設(shè)加速度大小為α,試求兩種情況下貨物所受的摩擦力。
解析:物體m向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由于沿斜面向下有重力的分力,所以要使物體隨傳送帶向上加速運(yùn)動(dòng),傳送帶對(duì)物體的摩擦力必定沿傳送帶向上.物體沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí),摩擦力的方向要視加速度的大小而定,當(dāng)加速度為某一合適值時(shí),重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力,則摩擦力為零;當(dāng)加速度大于此值時(shí),摩擦力應(yīng)沿斜面向下;當(dāng)加速度小于此值時(shí),摩擦力應(yīng)沿斜面向上。
向上加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律,得:所以F-mgsina=ma,方向沿斜面向上
向下加速運(yùn)動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律,得:mgsina—F=ma(設(shè)F沿斜面向上)
所以F=mgsina-ma
當(dāng)a0.與所設(shè)方向相同——沿斜面向上.
當(dāng)a=gsina時(shí),F(xiàn)=0.即貨物與傳送帶間無(wú)摩擦力作用.
當(dāng)a>gsina時(shí),F(xiàn)<0.與所設(shè)方向相反——沿斜面向下.
小結(jié):當(dāng)物體加速運(yùn)動(dòng)而摩擦力方向不明確時(shí),可先假設(shè)摩擦力向某一方向,然后應(yīng)用牛頓第二定律導(dǎo)出表達(dá)式,再結(jié)合具體情況進(jìn)行討論。
高一物理摩擦力公式的知識(shí)點(diǎn) 3
(1)滑動(dòng)摩擦力:一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上相當(dāng)于另一個(gè)物體滑動(dòng)的時(shí)候,要受到另一個(gè)物體阻礙它相對(duì)滑動(dòng)的力,這種力叫做滑動(dòng)摩擦力。
說(shuō)明:
、倌Σ亮Φ漠a(chǎn)生是由于物體表面不光滑造成的。
、谀Σ亮哂邢嗷バ。
、』瑒(dòng)摩擦力的產(chǎn)生條件:A.兩個(gè)物體相互接觸;B.兩物體發(fā)生形變;C.兩物體發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng);D.接觸面不光滑。
、⒒瑒(dòng)摩擦力的方向:總跟接觸面相切,并跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。
說(shuō)明:
、倥c相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反不能等同于與運(yùn)動(dòng)方向相反
、诨瑒(dòng)摩擦力可能起動(dòng)力作用,也可能起阻力作用。
;瑒(dòng)摩擦力的大。篎=FN
說(shuō)明:
①FN兩物體表面間的壓力,性質(zhì)上屬于彈力,不是重力。應(yīng)具體分析。
、谂c接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān),無(wú)單位。
③滑動(dòng)摩擦力大小,與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度大小無(wú)關(guān)。
ⅳ效果:總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng),但并不總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。
、L動(dòng)摩擦:一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦,滾動(dòng)摩擦比滑動(dòng)摩擦要小得多。
。2)靜摩擦力:兩相對(duì)靜止的相接觸的物體間,由于存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)而產(chǎn)生的摩擦力。
說(shuō)明:靜摩擦力的作用具有相互性。
、§o摩擦力的產(chǎn)生條件:A.兩物體相接觸;B.相接觸面不光滑;C.兩物體有形變;D.兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
、㈧o摩擦力的方向:總跟接觸面相切,并總跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。
說(shuō)明:
、龠\(yùn)動(dòng)的物體可以受到靜摩擦力的作用。
、陟o摩擦力的.方向可以與運(yùn)動(dòng)方向相同,可以相反,還可以成任一夾角。
、垤o摩擦力可以是阻力也可以是動(dòng)力。
、lo摩擦力的大。兩物體間的靜摩擦力的取值范圍0<FFm,其中Fm為兩個(gè)物體間的最大靜摩擦力。靜摩擦力的大小應(yīng)根據(jù)實(shí)際運(yùn)動(dòng)情況,利用平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行計(jì)算。
說(shuō)明:
、凫o摩擦力是被動(dòng)力,其作用是與使物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力相平衡,在取值范圍內(nèi)是根據(jù)物體的需要取值,所以與正壓力無(wú)關(guān)。
、谧畲箪o摩擦力大小決定于正壓力與最大靜摩擦因數(shù)(選學(xué))Fm=sFN。
ⅳ效果:總是阻礙物體間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。
對(duì)物體進(jìn)行受力分析是解決力學(xué)問(wèn)題的基礎(chǔ),是研究力學(xué)的重要方法,受力分析的程序是:
1.根據(jù)題意選取適當(dāng)?shù)难芯繉?duì)象,選取研究對(duì)象的原則是要使對(duì)物體的研究處理盡量簡(jiǎn)便,研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)。
2.把研究對(duì)象從周圍的環(huán)境中隔離出來(lái),按照先場(chǎng)力,再接觸力的順序?qū)ξ矬w進(jìn)行受力分析,并畫出物體的受力示意圖,這種方法常稱為隔離法。
3.對(duì)物體受力分析時(shí),應(yīng)注意一下幾點(diǎn):
。1)不要把研究對(duì)象所受的力與它對(duì)其它物體的作用力相混淆。
。2)對(duì)于作用在物體上的每一個(gè)力都必須明確它的來(lái)源,不能無(wú)中生有。
。3)分析的是物體受哪些性質(zhì)力,不要把效果力與性質(zhì)力重復(fù)分析。
力分解問(wèn)題的關(guān)鍵是根據(jù)力的作用效果畫出力的平行四邊形,接著就轉(zhuǎn)化為一個(gè)根據(jù)已知邊角關(guān)系求解的幾何問(wèn)題
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