滑動磨擦力做功的特性及處理方式歸類剖析
一、對滑動磨擦力做功的理解磨擦力做功公式W=Ffx，其中的x是指物體相對地面的位移，此式只能用于估算恒定的滑動磨擦力做功，若滑動磨擦力是變力，則只能用此式做定性剖析。例1：一物體靜止在粗糙水平地面上，現(xiàn)用一大小為F1的水平拉力帶動物體滑動摩擦力與拉力，經(jīng)過一段時間后其速率變?yōu)関。若將水平拉力的大小改為F2，物體從靜止開始經(jīng)過同樣的時間后速率變?yōu)?v。對于上述2個過程，用WF1、WF2分...更多>>
兩個有相對滑動的物體間在接觸面上形成的妨礙它們相對滑動的力，此力就為滑動磨擦力。
一、滑動磨擦力的本質(zhì)
對于生活中普遍存在的力——摩擦力，人們從很早就對其進(jìn)行了研究，對于磨擦力的本質(zhì)，存有不同的學(xué)說。
1、凹凸?jié)u開線說
15-18世紀(jì)，科學(xué)家提出的一種關(guān)于磨擦本質(zhì)的理論漸開線說覺得，磨擦是因相互接觸物體的表面粗糙不平而形成的。兩個物體接觸擠壓時，接觸面上的凸凹部份會互相漸開線。假如一個物體沿接觸面滑動，兩個接觸面的突起部份會相碰撞，形成破裂、磨損，從而產(chǎn)生對運(yùn)動的阻擾。
2、黏附說
粘附說是繼凸凹漸開線說以后的一種關(guān)于磨擦本質(zhì)的理論。最早由德國學(xué)者德薩左利厄斯于1734年提出，他覺得兩個表面拋得很光的金屬之間的磨擦力會減小，可用兩個物體表面充分接觸時分子引力減小解釋磨擦力。
二、滑動磨擦力估算
1、滑動磨擦力的形成條件：
①接觸面粗糙；
②兩個物體相互接觸且互相間有擠壓；
③物體間有相對運(yùn)動。
2、滑動磨擦力的大小與方向：
①方向：總是跟接觸面相切，而且跟物體與相對運(yùn)動方向相反。所謂相對滑動摩擦力與拉力，仍是以施加磨擦力的施力物體為參考系的。
②大小：滑動磨擦力f的大小跟正壓力成反比，即f=μN(yùn)。μ為動磨擦質(zhì)數(shù)：與接觸面的材料、粗糙程度有關(guān)。接觸面的粗糙程度及接觸面間的彈力有關(guān)。
③滑動磨擦力的大小比最大靜磨擦力fmax略小。一般的估算中可以覺得最大靜磨擦力等于滑動磨擦力。
3、影響滑動磨擦力大小的誘因：
①物體所受壓力大小。在接觸面粗糙程度相同時，所受壓力越大，滑動磨擦力越大。
②與物體接觸的面的粗糙程度(接觸面粗糙程度)。在物體所受壓力大小相同時，接觸面越粗糙，滑動磨擦力越大。
③滑動磨擦力的大小與接觸面面積無關(guān)。
④滑動磨擦力大小與物體運(yùn)動速率無關(guān)。
三、影聲響磨擦質(zhì)數(shù)的誘因
動磨擦質(zhì)數(shù)μ實(shí)際上是一個被簡化的數(shù)學(xué)量，其與物體表面的粗糙程度不是簡單的線性關(guān)系。對于粗糙的表面，接觸面的凹與凸部份交錯契合會使μ減小;但對于光滑表面，因?yàn)閷?shí)際接觸面積與接觸點(diǎn)間的粘附硬度增強(qiáng)，μ也會減小，出現(xiàn)“冷焊”現(xiàn)象。例如，在制做光學(xué)元件時，常常將兩塊光學(xué)鏡框的接觸面間打磨得十分光滑，使之直接接觸產(chǎn)生一個整體，在光學(xué)工藝上被叫做“光膠”，實(shí)際上不存在任何膠，只是借助了接觸面間的潔白度。
1、材料性質(zhì)對動磨擦質(zhì)數(shù)的影響
分子或原子結(jié)構(gòu)相仿的材料互胺類較大，易發(fā)生粘著，造成動磨擦質(zhì)數(shù)減小;而分子或原子結(jié)構(gòu)差異大的材料互胺類小，不易發(fā)生粘著，則動磨擦質(zhì)數(shù)通常比較小。例如，鋼鐵與鋼鐵、木材與木材相接觸的動磨擦質(zhì)數(shù)會小于鋼鐵與木材。
2、溫度對動磨擦質(zhì)數(shù)的影響
對于大多數(shù)金屬材料之間的磨擦而言，動磨擦質(zhì)數(shù)隨氣溫下降而減少，極少數(shù)(例如金與金之間)會隨氣溫下降而下降;對于氣溫不敏感的材料(石墨)，動磨擦質(zhì)數(shù)幾乎與氣溫?zé)o關(guān)。同時，對于物體的相對運(yùn)動速率造成氣溫的變化，也會使動磨擦質(zhì)數(shù)發(fā)生改變。
磨擦力
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