力分析是小學數學的基礎計算摩擦力大小的方法,摩擦力的方向判斷和大小估計一直是中學生的難點,也是中考的熱點。高三幾乎每年都有學校試卷,摩擦題會不同程度考查或滲透。 如果你想能夠如魚得水地使用這種話題,你必須加深對摩擦的理解
要解決物體所受的摩擦力,首先要搞清楚物體所受摩擦力的性質。 即物體是否受到靜摩擦或滑動摩擦。
1、靜摩擦力:是物體與與其接觸的物體保持相對靜止時所受到的摩擦力
1、生產條件:①接觸面不光滑,②相互接觸的物體之間有彈性,③物體之間有相對運動的趨勢。
2、大小:物體遇到的靜摩擦力是一種被動力,會隨著外力的變化或物體運動狀態的變化而變化。 因此,在估算物體所受的靜摩擦力時,需要根據物體的不同狀態,采用不同的方法進行估算。
若物體靜止或勻速直線運動,則應按物體在公共點力作用下的平衡條件求解。
若物體作勻速直線運動,則應按牛頓第二定律求解。
例1 一個質量為m的物體放在另一個質量為M的物體上,它們在光滑的水平面上做勻速直線運動向右運動。 他們運動的加速度是a。 求 m 上的摩擦力?
[米][米][一個]
[N][f][毫克]
分析:分析m的力,m的力如下,其中重力和支撐力是垂直方向的一對平衡力,大小相等; 而物體上的靜摩擦力就是物體做勻速直線運動的原因,根據牛頓第二定理:f=ma
變奏訓練 1、質量為m的物體放在水平轉盤上,距旋轉中心軸的距離為r。 當物體隨轉盤以恒定的角速度ω旋轉時,物體所受的摩擦力為多少?
溫馨提示:物體隨圓臺做圓周運動——受力分析——找到向心力的來源:
溫馨提示:物體所受的靜摩擦力與物體之間的法向壓力無關。 物體所受的最大靜摩擦力與物體所受的法向壓力成反比。
2、滑動摩擦:當物體相對與其接觸的物體滑動時,在接觸面形成的摩擦力
1、生產條件:①接觸面不光滑; ②相互接觸的物體之間存在彈力; ③相互接觸的兩個物體之間存在相對滑動。
2、尺寸:只與接觸面的性質和正壓有關。 通常,可以根據公式f=μN進行估算。 式中的m稱為動摩擦素數,它的大小由接觸面的性質決定,與接觸面的面積和法向壓力的大小無關。 N 是存在于彼此接觸的兩個物體之間的法向壓力。
例2 在一個斜向下、垂直方向為θ的恒力F作用下,質量為m的物體沿垂直壁面勻速滑動。 已知物體與壁之間的動摩擦素數為 μ。 到滑動摩擦力的大小。
分析:這個問題有很多種回答方式。 其次,由于物體沿豎直壁面作勻速運動,其所受的滑動摩擦力可根據平衡條件或滑動摩擦力公式求解。 首先,由于不知道物體是勻速向上滑動還是向下滑動,所以摩擦力的方向有兩種情況。 當恒力F較小時,物體沿壁落下,壁面上的滑動摩擦力沿壁移動。 接下來,力圖如(1)所示,
當F較大時,當物體沿垂直壁面向上滑動時,物體所受的滑動摩擦力沿壁面向上移動,如圖(2)所示。 輸送帶在工農業生產中有很多應用。 與輸送帶有關的化學性質試卷經常出現在中考等各種考試中,其分析和解答幾乎涉及所有熱學知識,而摩擦力的分析判斷是難點。 請結合以上方法分析下列問題。
變式訓練2:物體放在水平地面上,質量為12kg,在拉力F=100N的作用下,與水平方向成30°角計算摩擦力大小的方法,沿水平地面運動。 若物體與水平地面的動摩擦系數為0.2,求物體所受摩擦力的大小。
提示:當物體相對于靜止物體作勻速直線運動時,物體所受的摩擦力可根據物體的平衡狀態求解,也可根據滑動摩擦力公式求解。
提高能力。
如圖所示,輸送帶與水平面的夾角θ=37°,輸送帶運行速度為10m/s,下端放置質量為0.5kg的物體A無初速度的傳送帶。 皮帶之間的動摩擦力為0.5,如果從A到B的傳送帶寬度為16m,物體從A移動到B需要多少時間?