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高一物理摩擦力公式的知識點
兩個相互接觸并擠壓的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對運動或具有相對運動趨勢時,就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力,這種力叫做摩擦力,下面小編為大家?guī)砀咭晃锢砟Σ亮降闹R點,希望大家喜歡!
高一物理摩擦力公式的知識點 1
(1)滑動摩擦力:f=N
說明: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、接觸面相對運動快慢以及正壓力N無關(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、摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反,還可以與運動方向成一定夾角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作負功,還可以不作功。
c、摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。
d、靜止的物體可以受滑動摩擦力的`作用,運動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點 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,就必須全面認識產(chǎn)生摩擦力的條件。產(chǎn)生摩擦力的條件有三:
①粗糙接觸面。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擠壓作用,則接觸面上的摩擦力也將為零。有些同學(xué)認為壓力與物體所受重力大小相等,這是極其錯誤的。在不同的物理情景中,正壓力的產(chǎn)生原因是不同的。
③物體之間存在相對運動或相對運動趨勢。在分析物體是否受摩擦力作用時,應(yīng)考慮被研究的物體相對于與之接觸的物體有無相對滑動或有無相對運動的趨勢。[注:所謂“相對運動趨勢”的方向是指兩個相互接觸的物體之間,假如沒有摩擦力作用時,將要發(fā)生相對滑動的方向。]例如:擦黑板時,黑板處于靜止狀態(tài),但它相對于黑板擦發(fā)生了相對運動,因而黑板將受到滑動摩擦力作用。
產(chǎn)生摩擦力的三個條件缺一不可。物體間不接觸,談不到摩擦力;接觸面“光滑”,不計摩擦力;粗糙接觸的物體間有相互擠壓但沒有相對運動或相對運動趨勢,不會產(chǎn)生摩擦力;有相對運動或相對運動趨勢,但接觸面間無壓力存在,接觸面上摩擦力也將為零。
2.正確應(yīng)用摩擦力的計算公式
在物理問題的求解中,一些同學(xué)不能對問題作具體的分析與思考,而是生搬硬套、盲目亂用公式,從而造成求解錯誤。在對摩擦力的計算中就常犯這類錯誤。在求解摩擦力大小之前,必須首先分析物體的運動狀態(tài),判別是滑動摩擦還是靜摩擦。對于靜摩擦,靜摩擦力的`大小取決于物體的受力情況和運動情況,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),由力的平衡知識或牛頓運動定律求解。只有最大靜摩擦力才是fm=u0N,其中u0為靜摩擦因數(shù)。最大靜摩擦力實際上大于滑動摩擦力,但在沒有說明的情況下可以認為它們近似相等。對于滑動摩擦,摩擦力大小的計算公式為f=uN,其中u為動摩擦因數(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)(課本上的動摩擦因數(shù)表上只強調(diào)了接觸面的材料),而與接觸面積的大小,物體運動的速度(或加速度)無關(guān);N為兩接觸面間的正壓力。對于滑動摩擦力來說,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是某個物理量(如時間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,要正確求解滑動摩擦力,就必須優(yōu)先確定正壓力N。當(dāng)然,對于滑動摩擦力的求解,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運動的作用,其方向總與接觸面相切,與物體相對運動或相對運動的趨勢方向相反。但是,摩擦力的方向并不總與物體運動方向相反,它可與物體運動方向相同,還可以與物體運動方向成任意夾角。
由此可見,摩擦力方向總是阻礙物體的相對運動或相對運動趨勢,而不是阻礙物體的運動。摩擦力既可以為阻力也可以為動力,我們不能由物體的運動方向來輕易確定摩擦力方向。
對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運動或相對運動趨勢方向相反”來判斷。對相對運動趨勢的判斷可采用“假設(shè)法”(或稱添油法)判定:假定在兩相對靜止的物體間添加潤滑油,從而使兩物體間的摩擦力不存在,看此時兩物體會發(fā)生怎樣的相對運動來確定。
【例】如圖所示,在一條水平的傳送帶上放著一個物體A,物體A隨著傳送帶一起向右作勻速直線運動,則此時物體A受到的傳送帶對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“剛開始運動”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作勻速直線運動,既沒有加速,也沒有減速,即物體A相對于傳送帶來說是靜止不動的,因此說,它既沒有向前加速的趨勢,也沒有要停下來的趨勢,故物體A與傳送帶之間不存在摩擦力。可見,本題的關(guān)鍵語句是“物體A隨著傳送帶一起向右作勻速直線運動”。
②根據(jù)物體運動狀態(tài),由牛頓定律來確定。
【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動.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向上加速運動時,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動,傳送帶對物體的摩擦力必定沿傳送帶向上.物體沿斜面向下加速運動時,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,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,摩擦力應(yīng)沿斜面向下;當(dāng)加速度小于此值時,摩擦力應(yīng)沿斜面向上。
向上加速運動時,由牛頓第二定律,得:所以F-mgsina=ma,方向沿斜面向上
向下加速運動時,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,F(xiàn)=0.即貨物與傳送帶間無摩擦力作用.
當(dāng)a>gsina時,F(xiàn)<0.與所設(shè)方向相反——沿斜面向下.
小結(jié):當(dāng)物體加速運動而摩擦力方向不明確時,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)出表達式,再結(jié)合具體情況進行討論。
高一物理摩擦力公式的知識點 3
(1)滑動摩擦力:一個物體在另一個物體表面上相當(dāng)于另一個物體滑動的時候,要受到另一個物體阻礙它相對滑動的力,這種力叫做滑動摩擦力。
說明:
①摩擦力的產(chǎn)生是由于物體表面不光滑造成的。
②摩擦力具有相互性。
ⅰ滑動摩擦力的產(chǎn)生條件:A.兩個物體相互接觸;B.兩物體發(fā)生形變;C.兩物體發(fā)生了相對滑動;D.接觸面不光滑。
ⅱ滑動摩擦力的方向:總跟接觸面相切,并跟物體的相對運動方向相反。
說明:
①與相對運動方向相反不能等同于與運動方向相反
②滑動摩擦力可能起動力作用,也可能起阻力作用。
ⅲ滑動摩擦力的大小:F=FN
說明:
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。
②與接觸面的材料、接觸面的粗糙程度有關(guān),無單位。
③滑動摩擦力大小,與相對運動的速度大小無關(guān)。
ⅳ效果:總是阻礙物體間的相對運動,但并不總是阻礙物體的運動。
ⅴ滾動摩擦:一個物體在另一個物體上滾動時產(chǎn)生的摩擦,滾動摩擦比滑動摩擦要小得多。
(2)靜摩擦力:兩相對靜止的相接觸的物體間,由于存在相對運動的趨勢而產(chǎn)生的摩擦力。
說明:靜摩擦力的作用具有相互性。
ⅰ靜摩擦力的產(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.兩物體有相對運動趨勢。
ⅱ靜摩擦力的方向:總跟接觸面相切,并總跟物體的相對運動趨勢相反。
說明:
①運動的物體可以受到靜摩擦力的作用。
②靜摩擦力的.方向可以與運動方向相同,可以相反,還可以成任一夾角。
③靜摩擦力可以是阻力也可以是動力。
ⅲ靜摩擦力的大小:兩物體間的靜摩擦力的取值范圍0<FFm,其中Fm為兩個物體間的最大靜摩擦力。靜摩擦力的大小應(yīng)根據(jù)實際運動情況,利用平衡條件或牛頓運動定律進行計算。
說明:
①靜摩擦力是被動力,其作用是與使物體產(chǎn)生運動趨勢的力相平衡,在取值范圍內(nèi)是根據(jù)物體的需要取值,所以與正壓力無關(guān)。
②最大靜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運動的趨勢。
對物體進行受力分析是解決力學(xué)問題的基礎(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ο?/strong>,選取研究對象的原則是要使對物體的研究處理盡量簡便,研究對象可以是單個物體,也可以是幾個物體組成的系統(tǒng)。
2.把研究對象從周圍的環(huán)境中隔離出來,按照先場力,再接觸力的順序?qū)ξ矬w進行受力分析,并畫出物體的受力示意圖,這種方法常稱為隔離法。
3.對物體受力分析時,應(yīng)注意一下幾點:
(1)不要把研究對象所受的力與它對其它物體的作用力相混淆。
(2)對于作用在物體上的每一個力都必須明確它的來源,不能無中生有。
(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)化為一個根據(jù)已知邊角關(guān)系求解的幾何問題
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