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物體間保持相對(duì)靜止但存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的摩擦力叫靜摩擦力.靜摩擦力的大小除最大值外無確定的表達(dá)式.其大小可為零與最大值間的任意值.具體大小由物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)決定.靜摩擦力的方向總是與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反.與物體對(duì)地的運(yùn)動(dòng)方向間無確定的關(guān)系.可能與物體對(duì)地的運(yùn)動(dòng)方向相同.相反.垂直或成任意角度.因此靜摩擦力可以對(duì)物體做負(fù)功.正功或不做功.但在任何情況下.靜摩擦力對(duì)相互作用的系統(tǒng)做功的代數(shù)和總為零.故靜摩擦力做功不會(huì)改變系統(tǒng)的機(jī)械能.不會(huì)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. ●精典題例解讀［例1］如圖1-1-1.C是水平地面.A.B是兩個(gè)長方形物塊.F是作用在B上沿水平方向的力.物體A和B以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng).由此可知A.B間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1和B.C間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2可能是圖1-1-1 A.μ1=0 μ2=0 B.μ1=0 μ2≠0 C.μ1≠0 μ2=0 D.μ1≠0 μ2≠0 [解析] 選A.B整體為研究對(duì)象.由于B受推力F的作用還做勻速直線運(yùn)動(dòng).可知地面對(duì)B的摩擦力一定水平向左.故μ2≠0.對(duì)A受力分析知.水平方向不受力.μ1可能為0.也可能不為0.故B.D正確. 小結(jié):本題主要考查由物體的運(yùn)動(dòng)情況和所受其他力的情況來判斷摩擦力的有無.A物體雖然隨B物體一起運(yùn)動(dòng).但它們之間并無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì).因此摩擦力為零.但卻不能因此而得出它們之間的摩擦因數(shù)也為零的結(jié)論. ［例2］如圖1-1-2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a.試求兩種情況下貨物所受的摩擦力F. 圖1-1-2 [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: F-mgsinα=ma 所以F=mgsinα+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:mgsinα-F=ma(設(shè)F沿斜面向上) 所以F=mgsinα-ma當(dāng)α＜gsinα?xí)r.F＞0.與所設(shè)方向相同--沿斜面向上. 當(dāng)a=gsinα?xí)r.F=0.即貨物與傳送帶間無摩擦力作用. 當(dāng)a＞gsinα?xí)r.F＜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. ［例3］如圖1-1-3所示.一直角斜槽(兩槽面間夾角為90°.兩槽面跟豎直面的夾角均為45°).對(duì)水平面的傾角為θ.一個(gè)橫截面為正方形的物塊恰能沿此斜槽勻速下滑.假定兩槽面的材料和槽面的情況相同.求物塊和槽面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ. 圖1-1-3 [解析] 物塊沿斜槽勻速下滑.說明物塊所受摩擦力與重力在斜槽方向的分力相等.滑動(dòng)摩擦力等于動(dòng)摩擦因數(shù)與物體間正壓力的乘積.要注意.此題中的正壓力并不等于mgcosθ.正確畫出受力圖是解答此題的關(guān)鍵. 如圖1-1-4所示.設(shè)左右槽面作用于物塊的支持力分別為FN1.FN2.由于對(duì)稱性.FN1=FN2.它們的合力FN垂直于槽底線.且圖1-1-4 FN= ① 相應(yīng)的左.右兩槽面作用于物塊的滑動(dòng)摩擦力Fμ1和Fμ2相等.它們的合力Fμ平行于槽底線.且 Fμ=2Fμ1=2μFN1 ② 根據(jù)平衡條件Fμ=mgsinθ.FN=mgcosθ 從上面兩個(gè)方程得=tanθ ③ 將①②代入③可得 μ=tanθ 小結(jié):求摩擦力大小時(shí)要特別注意以下問題: (1)區(qū)分靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力.滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的大小所遵循的規(guī)律不同.滑動(dòng)摩擦力的大小與壓力成正比.靜摩擦力的大小與壓力無關(guān). (2)物體在某一接觸面上所受的滑動(dòng)摩擦力與該接觸面上的壓力成正比. ［例4］如圖1-1-5所示.質(zhì)量M=10 kg的木楔ABC靜止于粗糙水平地面上.動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.02.在木楔的傾角θ為30°的斜面上有一質(zhì)量m=1.0 kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑.當(dāng)滑行路程s=1.4 m時(shí).其速度v=1.4 m/s.在這過程中木楔沒有動(dòng).求地面對(duì)木楔的摩擦力的大小和方向.(g取10 m/s2). 圖1-1-5 [解析] 地面對(duì)木楔的摩擦力為靜摩擦力.但不一定為最大靜摩擦力.所以不能由Fμ=μFN來計(jì)算求得.只能根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)情況和受力情況來確定. 物塊沿斜面勻加速下滑.由vt2-v02=2as可求得物塊下滑的加速度 a==0.7 m/s2＜gsinθ=5 m/s2 可知物塊受到摩擦力的作用. 此條件下.物塊與木楔受力情況分別如圖1-1-6和圖1-1-7所示. 圖1-1-6 圖1-1-7 物塊沿斜面以加速度a下滑.對(duì)它沿斜面方向和垂直于斜面方向由牛頓第二定律有 mgsinθ-Fμ1=ma mgcosθ-FN1=0 木楔靜止.對(duì)它沿水平方向和豎直方向由牛頓第二定律.并注意Fμ1′與Fμ1.FN1′與FN1等值反向.有 Fμ2+Fμ1cosθ-FN1sinθ=0 FN2-Mg-FN1cosθ-Fμ1sinθ=0 由上面各式解得地面對(duì)木楔摩擦力 Fμ2=FN1sinθ-Fμ1cosθ =mgcosθsinθ-(mgsinθ-ma)cosθ =macosθ=1.0×0.7× N=0.61 N 此力方向與所設(shè)方向相同.由C指向B. 另外由以上幾式聯(lián)立還可求出地面對(duì)木楔的支持力 FN2=Mg+mgcos2θ+(mgsinθ-ma)sinθ=Mg+mg-masinθ =11×10 N-1.0×0.7× N=109.65 N＜(m+M)g 顯然.這是由于物塊和木楔系統(tǒng)有向下的加速度而產(chǎn)生了失重現(xiàn)象. 對(duì)此題也可以系統(tǒng)為研究對(duì)象.在水平方向.木楔靜止.加速度為零,物塊加速度的水平分量為ax=acosθ.對(duì)系統(tǒng)在水平方向由牛頓第二定律.有 Fμ2=max=macosθ=0.61 N 小結(jié):(1)靜摩擦力的大小是個(gè)變量.它的大小常需要根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及摩擦力與物體所受其他力的關(guān)系來確定.(2)由此題可看出.研究對(duì)象的選取對(duì)解題步驟的簡繁程度有很大的影響. ●應(yīng)用強(qiáng)化訓(xùn)練【查看更多】

題目列表(包括答案和解析)

關(guān)于相互作用，下列說法正確的是：

A．在相對(duì)靜止的時(shí)候，互相接觸的物體之間不可能產(chǎn)生摩擦力

B．維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使蘋果下落的力是不同性質(zhì)的力

C．在微觀帶電粒子的相互作用中，萬有引力比庫侖力強(qiáng)得多

D．由于強(qiáng)相互作用的存在，盡管帶正電的質(zhì)子之間存在斥力，但原子核仍能緊密的保持在一起

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關(guān)于相互作用，下列說法正確的是：

A．在相對(duì)靜止的時(shí)候，互相接觸的物體之間不可能產(chǎn)生摩擦力

B．維持月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力與使蘋果下落的力是不同性質(zhì)的力

C．在微觀帶電粒子的相互作用中，萬有引力比庫侖力強(qiáng)得多

D．由于強(qiáng)相互作用的存在，盡管帶正電的質(zhì)子之間存在斥力，但原子核仍能緊密的保持在一起