1、一个力如果它产生的效果跟几个力共同作用所产生的效果相同,这个力就叫做那几个力的合力,那几个力就叫做这个力的分力.
首先要弄清要计算的是静摩擦力还是滑动摩擦力,只有滑动摩擦力才可以用F=μFN计算,而静摩擦力是被动力,当它小于最大静摩擦力时,取值要由其它力情况及运动状态来分析,跟正压力的大小无关。
特别是有些情况中物体运动状态发生了变化(如先动后静或先静后动)时,更要注意两种摩擦力的转化问题。
规律方法 1、对重力的正确认识;2、弹力方向的判断方法;3、弹簧弹力的计算与应用;4、摩擦力方向的判断与应用;5、摩擦力大小的计算与应用
散 力的合成与分解
判断相互作用的物体之间是否存在静摩擦力,确实是一个难点。原因在于静摩擦力是被动出现的,再加上静摩擦力中的“静”字,就更增加了它的隐性。为了判断静摩擦力是否存在,几乎所有的参考资料都有给出了“假设法”,目的是想化“静”为“动”,即假设接触面光滑无摩擦力,看研究对象是否会发生相对滑动,这种方法对受其它力较少的情况是可以的,但对物体受力较多的情况,这说是一种“中听不中用”的方法了。
根据物体的运动状态来分析静摩擦力的有无,判断其方向、计算其大小。这是最基本的也是最有效的方法。
①若物体处于平衡状态,分析沿接触面其它力(除静摩擦力)的合力,若合力为零,则静摩擦力不存在,若合力不为零,一定存在静摩擦力,且静摩擦力的大小等于合力,方向与合力方向相反。
②若物体处于非平衡状态,则利用牛顿运动定律来判断静摩擦力的有无、方向及大小。
几乎所有的同学认为滑动摩擦力方向判断要比静摩擦力方向的判断容易,因而忽视了对滑动摩擦力方向判断方法的深刻理解。
滑动摩擦力方向总是跟相对运动的方向相反,要确定滑动摩擦力的方向首先要判断出研究对象跟它接触的物体的相对运动方向。
“动”和“静”是指研究对象相对于跟它接触的物体而言的,而不是相对于地面的运动和静止,所以受滑动摩擦力作用的物体可能是静止的,反之,受静摩擦力作用的物体可能是运动的。
静摩擦力定义: 发生在两个相对静止的物体之间,由于存在有相对的运动趋势而产生的阻碍相对运动趋势的力叫做静摩擦力。
(1)产生条件:①相互接触的物体间存在弹力:②两物体间有相对运动的趋势;③接触面粗糙。
(2)方向:跟接触面相切,并且跟相对运动趋势方向相反 (属于教学难点)
静摩擦力的方向可能与运动方向相同,也可能与运动方向相反,或与运动方和成一夹角。
(3)作用效果:总是阻碍物体间的相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,可以是动力,也可以是阻力。
(4)大小:没有确定的取也值无确定的运算公式,只能在零到最大值之间取值。
静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm ,具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
(5)效果:静摩擦力是被动力,其作用效果是阻碍物体的相对运动趋势,并不是阻碍运动。与发生趋势的力大小相等、方向相反,相互平衡。
说明:
①摩擦力总是起阻碍相对运动的作用,并不是阻碍物体的运动.因为有此时候摩擦力的方向与物体运动方向相同.
②绝对不能说:静止的物体受到的摩擦力是静摩擦力,运动物体受到的摩擦力是滑动摩擦力。
静摩擦力是相对静止的物体之间的摩擦力,受静摩擦力作用的物体不一定静止。
滑动摩擦力是具有相对运动的物体之间的摩擦力,受滑动摩擦力作用的物体不一定都滑动。
一个物体滑动另一个物体静止是常见的现象。
③摩擦力和弹力都是接触力,有摩擦力时必定有弹力,有弹力不一定有摩擦力。
④分析摩擦力时“参考系”的选择:条件是相互接触物体之间产生相对运动或相对运动的趋势。
8.规律方法总结
(1)静摩擦力方向的判断
①假设法:即假设接触面光滑,看物体是否会发生相对运动;若发生相对运动,则说明物体原来的静止是有运动趋势的静止.且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向即为原来相对运动趋势的方向,从而确定静摩擦力的方向.
②根据物体所处的运动状态,应用力学规律判断.
③在分析静摩擦力方向时,应注意整体法和隔离法相结合.
(2)摩擦力大小计算
①分清摩擦力的种类:是静摩擦力还是滑动摩擦力.
②滑动摩擦力由Ff=μFN公式计算.最关键的是对相互挤压力FN的分析,它跟研究物体在垂直于接触面方向的力密切相关,也跟研究物体在该方向上的运动状态有关.特别是后者,最容易被人所忽视.注意FN变,则Ff也变的动态关系.
③静摩擦力:最大静摩擦力是物体将发生相对运动这一临界状态时的摩擦力,它只在这一状态下才表现出来.它的数值跟正压力成正比,一般可认为等于滑动摩擦力.静摩擦力的大小、方向都跟产生相对运动趋势的外力密切相关,但跟接触面相互挤压力无直接关系.因而静摩擦力具有大小、方向的可变性,即静摩擦力是一种被动力,与物体的受力和运动情况有关.求解静摩擦力的方法是用力的平衡条件或牛顿运动定律.即静摩擦力的大小要根据物体的受力情况和运动情况共同确定,其可能的取值范围是 0<Ff≤Fm
重难点突破
6.发生范围:
①滑动摩擦力发生在两个相对运动的物体间,但静止的物体也可以受滑动摩擦力;
②静摩擦力发生在两个相对静止的物体间,但运动的物体也可以受静摩擦力.
5、效果:总是阻碍物体间的相对运动(或相对运动趋势),但并不总是阻碍物体的运动,可能是动力,也可能是阻力。
说明:滑动摩擦力的大小与接触面的大小、物体运动的速度和加速度无关,只由动摩擦因数和正压力两个因素决定,而动摩擦因数由两接触面材料的性质和粗糙程度有关.
4、摩擦力的大小:
(1)静摩擦力的大小:
①与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm 。
但跟接触面相互挤压力FN无直接关系。具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
②最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等。
③效果:阻碍物体的相对运动趋势,但不一定阻碍物体的运动,可以是动力,也可以是阻力。
(2)滑动摩擦力的大小:
滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。
公式:F=μFN (F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数)。
说明:①FN表示两物体表面间的压力,性质上属于弹力,不是重力,更多的情况需结合运动情况与平衡条件加以确定。
②μ与接触面的材料、接触面的情况有关,无单位。
③滑动摩擦力大小,与相对运动的速度大小无关。
3、摩擦力的方向:
①静摩擦力的方向总跟接触面相切,并与相对运动趋势方向相反。
②滑动摩擦力的方向总跟接触面相切,并与相对运动方向相反。
说明:(1)“与相对运动方向相反”不能等同于“与运动方向相反”。
滑动摩擦力方向可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,可能与运动方向成一夹角。
(2)滑动摩擦力可能起动力作用,也可能起阻力作用。
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