免費(fèi)下載！
[!--downpath--]第!"卷第#期濰坊教育學(xué)院學(xué)報(bào)$%&’!"(%’#)**+年第#期,-./(01-234520(647.8095-(018-:;’)!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!**+質(zhì)心滾動(dòng)中靜磨擦力方向的直觀判定及作功問(wèn)題王權(quán)（德州教育大學(xué)機(jī)電與信息工程系，山東徐州)<)+**）摘要：本文以常見(jiàn)的熱學(xué)現(xiàn)象為例，從理論上闡明判定靜磨擦力方向的方式及作功問(wèn)題的證明技巧。關(guān)鍵詞：靜磨擦力；運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；瞬時(shí)平動(dòng)中圖分類號(hào)：-!""’#文獻(xiàn)標(biāo)示碼：=文章編號(hào)："$$%&#$’$（#$$(）$)&$$#*&$#!純滾動(dòng)中靜磨擦力方向的直觀判定相對(duì)靜止的兩個(gè)物體之間有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，則在兩個(gè)物體的接觸面（點(diǎn)）上就存在著妨礙相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的靜摩擦力，其方向與滑動(dòng)趨勢(shì)方向相反。
在質(zhì)心滾動(dòng)中，物體間相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)不象平動(dòng)那樣直觀，靜磨擦力方向不易給出。在圖!（略）中，質(zhì)量為!，直徑為"的勻質(zhì)實(shí)心圓錐體，受一水平外力#"作用，在水平面上作純滾動(dòng)。作用在圓錐體$點(diǎn)處的靜磨擦力方向由于相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)不顯著，無(wú)法直接判定。為了能比較直觀地確定滾動(dòng)中靜磨擦力方向，可以應(yīng)用下列方式：先隔離研究的滾動(dòng)體，再構(gòu)想$點(diǎn)不受靜磨擦力作用理論力學(xué)滾動(dòng)摩擦力計(jì)算公式，之后找出在外力#"作用下，圓柱體$點(diǎn)的切向加速度的方向。（此即相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)），則$點(diǎn)所遭到的靜磨擦力方向同該切向加速度方向相反。在圖!（略）中，設(shè)$點(diǎn)不受靜磨擦力，圓柱體在#"的作用下，可看成剛體的平動(dòng)和繞剛體的轉(zhuǎn)動(dòng)，則$點(diǎn)的切向加速率應(yīng)是平動(dòng)加速度!"%和轉(zhuǎn)動(dòng)的切向加速度!""的矢量和，即!"$>!"%>!""（圖)，略）。為了分辨!"$的方向，由圖)（略）可得：#">!!"%（!）#"?&">’%#（)）式中’%>!)!")，#>!"!">)&"，故有"!%（?）借助（?）我們可以得到各類情形下的$點(diǎn)的切向加速度!"$，因而便捷地確定靜磨擦力的方向。
比如：（!）當(dāng)&@")時(shí)，!"@!%，則!"$沿!""方向，所以靜磨擦力的方向沿(軸正方向。如圖?（略）所示。（)）當(dāng)&>")時(shí)，!">!%，!"$>*，這表明$點(diǎn)處無(wú)相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)，$點(diǎn)遭到的靜磨擦力為零。（?）當(dāng)*A&A")時(shí)，!"A!%理論力學(xué)滾動(dòng)摩擦力計(jì)算公式，靜磨擦力沿(軸的負(fù)方向。對(duì)于&>*，&A*以及只受力矩作用的純滾動(dòng)情況，應(yīng)用上述方式能容易判別靜磨擦力方向，不再贅言。上述方式和一般應(yīng)用通常估算方式來(lái)確定靜磨擦力的方向結(jié)果是一致的。事實(shí)上，在圖)（略）中，設(shè)$點(diǎn)的靜磨擦力)方向沿(軸正方向，則：#B)>!*??（#）#&C)">’%$??>"$??（+）*??（<）解之可得)>)?"（&C")）#...
