定義
由于此時接觸的兩個物體之間只有相對運動的趨勢,而沒有相對運動,所以此時的摩擦力叫做靜摩擦力。
方向
靜摩擦力的方向總是與接觸面相切,并與物體相對運動趨勢的方向相反。
生存條件
①兩物體相互接觸,相互擠壓;②兩物體接觸面粗糙;③兩物體間有相對運動的趨勢。
靜摩擦力的大小隨拉力的變化而變化
靜摩擦力的增大是有一個限度的,如圖所示,木塊上靜摩擦力的最大值Fmax等于物體即將開始運動時的拉力,兩物體間實際產(chǎn)生的靜摩擦力F介于0與最大靜摩擦力Fmax之間,即
0≤F≤Fmax
【典型例子:摩擦力的概念】關(guān)于靜摩擦力,下列說法正確的是()
A.兩個運動物體之間不可能存在靜摩擦。
B.靜摩擦力的方向總是與物體之間相對運動的方向相反。
C.靜摩擦力所做的功必定為零
D.靜摩擦力只有大小,沒有方向
【答案】 解答:A.靜摩擦力可以發(fā)生在兩個運動物體之間,比如斜向上運動的傳送帶上的物體,故A錯誤;B.靜摩擦力的方向總是與物體相對運動趨勢的方向相反,可能與物體運動方向相同或相反,故B正確;C.恒力功的表達式為W=FCosα,靜摩擦力的方向與物體相對運動方向相反,但可能與運動方向相同或相反,物體也可能受靜摩擦力位移至零,故可能做負功,也可能做正功,也可能不做功,故C錯誤;D.靜摩擦力有大小,也有方向,故D錯誤;故答案為:B。
【典型例子:摩擦力方向】質(zhì)量為m的桿AB靜止,A端用細繩垂直懸掛,B端置于地面上,如圖所示。下列關(guān)于桿B端所受摩擦力的說法正確的是()?
A. B 端的靜摩擦力方向為右
B. B 端的靜摩擦力方向為左
C.B端所受的靜摩擦力沿細桿AB方向斜向下。
D.B端不受靜摩擦力影響
【解析】設(shè)B端與水平面光滑,桿AB受到垂直向上的支撐力、垂直向上的繩索拉力和垂直向下的重力,能保持靜止。B端與地面之間沒有相對運動趨勢,即沒有摩擦力。因此答案為D;
流體阻力
氣體和液體都是流體,統(tǒng)稱為流體。物體相對于流體的運動網(wǎng)校頭條,在與物體運動方向相反或與來流速度方向所受的流體動力學(xué)分量。由于空氣的粘滯性,物體表面會產(chǎn)生與物體表面相切的摩擦力,所有摩擦力的合力稱為摩擦阻力。氣流垂直于物體表面的壓力合成的阻力稱為壓強阻力。在實際流體中,粘滯性不僅會產(chǎn)生摩擦阻力,而且會使物體表面的壓力分布與理想流體中的不同高中物理摩擦力習(xí)題,產(chǎn)生壓強阻力。對于流線型良好的物體,在沒有邊界層分離的情況下,粘滯性引起的壓強阻力比摩擦阻力小得多。對于非流線型物體,邊界層分離將引起很大的壓強阻力,壓強阻力成為總阻力的主要部分。當(dāng)機翼或其他物體產(chǎn)生升力時,沿流動方向在物體后方形成尾渦。 與這種尾部渦流有關(guān)的阻力稱為誘導(dǎo)阻力,其值大致與升力的平方成正比。跨音速或超音速氣流中會產(chǎn)生沖擊波,機械能通過沖擊波損失掉。由此引起的阻力稱為波浪阻力,這是阻力的另一種形式。正在加速的物體會加速周圍的流體,產(chǎn)生一些附加阻力,通常表示為某個假想附著質(zhì)量與物體加速度的乘積。船在水面上航行時會產(chǎn)生水波,與此相關(guān)的阻力稱為波浪阻力。
3. 考試題目重現(xiàn)
練習(xí) 1:關(guān)于摩擦,下列哪個說法是正確的?
A、運動的物體可能會受到靜摩擦的影響,但靜止的物體不會受到滑動摩擦的影響。
B.靜止的物體可能會受到滑動摩擦的影響,但運動的物體不會受到靜摩擦的影響。
C.正壓力越大,摩擦力可能越大,也可能保持不變。
D.摩擦方向可能與速度方向一致,也可能與速度方向不一致。
練習(xí)2:關(guān)于由滑動摩擦公式推導(dǎo)出的μ=F/FN,下列哪個表述是正確的?
A、動摩擦系數(shù)μ與摩擦力F成正比,F(xiàn)越大,μ越大。
B、動摩擦系數(shù)μ與法向壓力FN成反比,F(xiàn)N越大,μ越小。
C.動摩擦系數(shù)μ與摩擦力F成正比,與法向壓力FN成反比
D.動摩擦系數(shù)μ的大小由兩物體接觸面的粗糙度和材料決定。
練習(xí)3:如圖所示,原木堆放在水平地面上,關(guān)于支撐點M、N處原木P所受力的方向,下列說法正確的是()
A. M處的支撐力垂直向上
B.N點處的支撐力垂直向上
C. M 處的靜摩擦力方向為 MN
D.N點處的靜摩擦力方向為水平方向。
練習(xí)4:如下圖所示,A為一塊粗糙的長木板,在水平面上以速度v1向右運動,木塊B在木板A上面以速度v2向右運動,下列哪個判斷是正確的?()
A.如果 v1 = v2,則 A 和 B 之間沒有滑動摩擦。
B.如果v1>v2,則B受到A向右施加的滑動摩擦力。
C.如果 v12,B 會受到 A 向右施加的滑動摩擦力。
D.如果v1>v2,A將受到B向左施加的滑動摩擦力。
練習(xí)5:如圖所示,物體A置于水平地面上,在兩個水平力F1、F2作用下靜止,已知F1=10N,F(xiàn)2=2N,下列分析正確的是()
A.如果移除 F1,A 就會向左移動;如果移除 F2,A 就會向右移動。
B、若撤去F1,A仍保持靜止,其受到的摩擦力為2N,其方向為水平向右。
C.若撤去F2,A仍保持靜止,其受到的摩擦力為10N,其方向為水平向左。
D.由于我們不知道A的動摩擦系數(shù)和質(zhì)量的具體值,所以上述說法都不正確。
參考
[1]彭前程,秦建云.普通高中物理必修教材第1冊[M].北京:人民教育出版社,2019:78-88.
[2]保羅·齊澤維茨.物理學(xué):原理與問題,第1部分[M].杭州:浙江教育出版社,2019:110-120.
[3] W.,W.物理與生命[M].北京:電子工業(yè)出版社,2019:60-68。
[4]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)[M].北京:人民教育出版社,2018:11-18。
[5]朱小青.新舊高中課程標(biāo)準(zhǔn)教學(xué)要求對比[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,2020:14-30。
[6]楊慶元.改進教學(xué)方法提升核心素養(yǎng):以滑動摩擦的引入與指導(dǎo)教學(xué)為例[J].中學(xué)物理,2020(7).
[7]袁勇.基于Kagan合作學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)法的教學(xué)設(shè)計與實踐——以“判斷摩擦力方向”教學(xué)片段為例[J].中學(xué)物理(高中版),2019,037(009):18-23.
[8]曹澤賢.摩擦力與接觸面積無關(guān)嗎?[J].物理教學(xué),2019(10).
[9]王曉曉,王煒.中印高中物理教材中“摩擦”內(nèi)容的比較及啟示[J].物理教學(xué)討論,2019(9):19-21.
[10]范家武.基于課程目標(biāo)提升物理教學(xué)的教育價值——以“摩擦力”教學(xué)為例[J].物理教學(xué)高中物理摩擦力習(xí)題,2019(9).
[11]楊金鐸,李茂飛.高中新教材中“摩擦”概念編寫方法的比較研究[J].物理教學(xué)討論,2019,037(005):67-68,72.