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知識回顧
滑動磨擦力:
兩個相互接觸的物體,當它們相對滑動時,在接觸面上會形成一種制約相對運動的力,這些力稱作滑動磨擦力
靜磨擦力:
兩個相互接觸的物體,當它們存在相對滑動的趨勢時,在接觸面上會形成一種制約物體相對運動趨勢的力,這些力稱作靜磨擦力
借助二力平衡觀點確定靜磨擦力的大小
無論是靜磨擦力還是滑動磨擦力,我們都可以運用二力平衡的觀點去確定磨擦力的大小。
如圖,此人正在推袋子卻沒有推進,此時物體保持靜止,依照二力平衡的觀點,此時必然有一個力與人的推力相互平衡測量滑動摩擦力原理,這個力就是地面施加的磨擦力。且磨擦力與人的推力大小相等、方向相反、作用在同一條直線上、作用在同一個物體上。
注意,我們說磨擦力=推力,這兒指的是:無論推力如何變化,磨擦力永遠等于磨擦力,只要物體保持靜止的狀態。即:
當F=10N時,f=10N;當F=20N時,f=20N;F=30N時,f=30N;
借助二力平衡觀點確定靜磨擦力的大小
同理我們可以借助二力平衡的觀點來確定滑動磨擦力的大小。,如右圖:
用彈簧測力計拉著鐵塊在桌面上做勻速直線運動,此時彈簧測力計的示數就是鐵塊遭到桌面施加的滑動磨擦力的大小。
這么滑動磨擦力的大小與哪些誘因有關呢?這就是我們重點要探究的事情。
我們還是以這個鐵塊為例進行討論:
當我們的鐵塊重力越大,它施加在桌面的壓力越大,我們拖放上去就越費力;當我們的鐵塊不是在桌面上運動,而是在浴巾面上運動,則一樣很難拖放上去。
看來滑動磨擦力的大小應當由下邊的兩個誘因決定:
運用控制變量法討論影響滑動磨擦力的誘因
既然我們曉得了影響滑動磨擦力的誘因有兩個,這么我們在討論的時侯測量滑動摩擦力原理,就要運用控制變量法,把多誘因問題轉化為單誘因問題。即:
壓力對滑動磨擦力的影響
如圖,在相同的桌面上,拖動兩個鐵塊在其表面上做勻速直線運動,很顯著,帶有砝碼的鐵塊,其彈簧測力計的示數更大,代表滑動磨擦力與壓力成反比。
接觸面粗糙程度對滑動磨擦力的影響
如圖,用同一個鐵塊在不同的接觸面上做勻速直線運動,很顯著,下邊那塊粗糙表面的接觸面上形成的滑動磨擦力更大,即:滑動磨擦力與接觸面的粗糙程度成反比。
綜合剛剛兩個實驗,我們可以曉得:
滑動磨擦力與接觸面積有關嗎?
好多朋友在討論滑動磨擦力的時侯,心里總覺得滑動磨擦力還跟物體與接觸面的接觸面積的大小有關,這么是不是這樣呢?
從圖中我們可以看見,及時物體與桌面的基礎面積變化了,彈簧測力計的示數一直沒有發生變化,這意味著:滑動磨擦力與接觸面積的大小無關。
練習:
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