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摩擦力發生在兩個物體接觸面之間的運動方向

更新時間:2023-05-23 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

大家從Vf2f1圖中知道,摩擦力發生在兩個物體的接觸面之間,單個物體沒有摩擦力。 例如,鐵塊與木板連接時(圖1),鐵塊與木板之間產生摩擦,一對大小相等、方向相反的力作用在鐵塊與木板接觸面的切線方向上。兩個 f1 和 f2,這就是摩擦力。 它們分別是作用在鐵塊和木板上的一對斥力和反斥力。 作用在鐵塊上的力f1與其運動方向相反,阻礙鐵塊運動; 但作用在木板上的力f2與鐵塊的運動方向相同。 假設板子放在光滑的桌面上,摩擦力f2會使板子相對于桌面移動。 這時,摩擦力不僅不限制板的運動,反而輔助板的運動。 即使木板在力和f2的作用下仍處于靜止狀態,說明桌面作用在木板上的摩擦力與力f2大小相等方向相反,兩者為彼此平衡。 在這種情況下,桌面和板之間的摩擦是靜摩擦。 f1f2 圖2F假設鐵塊和木板保持相對靜止,如圖2所示滾動摩擦時摩擦力的方向,木板被繩索拉動沿水平桌面加速。 在這些情況下,鐵塊與板之間的摩擦是靜摩擦(因為鐵塊與板之間沒有相對滑動),板與臺面之間的摩擦是滑動摩擦。 今天我們要問:鐵塊與木板之間的靜摩擦力的方向是什么? 根據牛頓第三定理不難看出,鐵塊作用在木板上的靜摩擦力f2的方向與木板運動的方向相反,制約了木板的運動木板; 而木板作用在鐵塊上的靜摩擦力f1的方向與繩索拉力F的方向相同,有利于鐵塊移動。 由于這個靜摩擦力 f1,鐵塊可以跟隨木板加速運動。lzB物理好資源網(原物理ok網)

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假設摩擦力f1太小,導致鐵塊產生的加速度大于木板產生的加速度。 在這種情況下,鐵塊與木板之間就會發生相對滑動,于是靜摩擦就變成了滑動摩擦。 無論滑動摩擦還是靜摩擦,摩擦力f1的方向總是與繩索拉力F的方向一致,也就是說,總是需要拿起鐵塊做加速運動。 上面討論的鐵塊或木板的運動是針對桌面的(即以月球為參照物),所以摩擦方向和運動方向按牛頓運動定律解釋(均指地面的運動)關系很清楚。 還有朋友經常問:課本上說摩擦的方向總是和相對運動的方向相反,也就是說摩擦總是阻礙物體的相對運動。 為什么在前面的分析中摩擦力也會幫助物體運動呢? 羊毛布? 關于快遞公司的問題 關于快遞公司的問題 關于錢幣加工的問題 關于圓的邊長和面積 關鍵題型 關于解多項式群的問題 關于南海問題在哪里? 教科書上提到的摩擦力方向總是與相對運動方向相反,我們應該怎么理解呢? 顯然,這涉及到參照物的選擇。 為了更清楚地說明這個問題,我們用具體的數據來分析一個例子:假設鐵塊的質量m=10g,鐵塊與木板之間的滑動摩擦系數μ=0.04。 現在鐵塊正以加速度a=60cm/s2向圖2中的水平方向運動,請問鐵塊將如何運動? 如前分析,木板對鐵塊的摩擦力(靜摩擦或滑動摩擦)使鐵塊沿木板運動方向加速。lzB物理好資源網(原物理ok網)

至于能不能以同樣的加速度(a=60cm/s2)跟板,就看摩擦力的大小了。 根據本題數據,滑動摩擦力a=mf1 =0.010.04×0.01×10 m/s2=0.4m/s2,可見鐵塊在加速度a=60cm/s2,即鐵塊與木板之間有相對滑動。 其實這里說的加速度是相對于地面的,也就是說以地面為參照物來討論鐵塊和木板的運動。 而且,對于鐵塊對木板,即以加速的木板為靜止參照物時,鐵塊的加速度(沿木板向后滑動的加速度)約為0.21m/s2 ,方向向左,與木板作用在鐵塊上的摩擦力f1 相反。 可以看出,對于不同的參照物,觀察到的運動情況是不同的。 如果不先確定參照物,就很難判斷物體是否在運動,更不用說運動的方向了。 因此,教科書上所說的“運動方向”,是指兩個相互摩擦的物體之間相對運動的方向。 從幾個反例可以看出:任意兩個相對滑動或接觸并保持相對靜止的物體之間發生的滑動摩擦或靜摩擦,總是會阻礙三者的相對運動。 或者可以說,A作用于B的摩擦力方向與B作用于A的運動方向相反,B作用于A的摩擦力方向與A作用于B的運動方向相反.所以摩擦的方向總是與相對運動的方向相反。lzB物理好資源網(原物理ok網)

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然而,中學熱學所討論的物體運動,通常以月球為參照物; 以加速的木板作為參照物我們是很不習慣的,所以在分析摩擦方向和大致的運動方向時,以月球為參照物來觀察運動會更加方便清晰兩個物體像以前一樣相互摩擦。滾動摩擦時摩擦力的方向,所以在正常情況下,以月球為參照物,兩個物體相互摩擦產生的摩擦力(靜摩擦或滑動摩擦)對一個物體限制其運動,對另一個物體限制其運動。 幫助它移動。 事實上,如果兩個相互摩擦的物體在力的作用下向相反的方向運動,那么摩擦力就會阻礙每個物體的運動。 需要強調的是,在自然界和技術中可以找到許多摩擦導致或輔助物體相對于地面運動的反例。 人走路時,靠手掌與地面的靜摩擦力推動身體向前; 車輛或機車的牽引力實際上是由驅動輪與橋面或鋼軌之間的靜摩擦力提供的。 沒有這個靜摩擦力或靜摩擦力太小,驅動輪就會抱死,滑動摩擦力小于靜摩擦力,就會導致起步困難。lzB物理好資源網(原物理ok網)

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