認(rèn)識(shí)磨擦力
在我們?nèi)粘Ｉ钪校ゲ亮κ且环N常見的現(xiàn)象，拿在手中的鋼筆、筷子不會(huì)滾落，就是磨擦力作用的結(jié)果。皮帶運(yùn)輸機(jī)是靠貨物與傳送皮帶之間的靜磨擦力，把貨物送往別的地方。行駛的車輛遇見情況采取舉措急煞車，也是靠磨擦力的作用。一、摩擦力形成的條件1、摩擦力形成的條件：①兩物體接觸;②接觸面粗糙;③兩物體互相擠壓(即兩物體間存在彈力);④兩物體有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。2、如何判...更多>>
一、摩擦力的相關(guān)知識(shí)
要想研究磨擦力的方向問題，必須對(duì)磨擦力的相關(guān)問題有全面的了解和系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。首先，要曉得磨擦力識(shí)怎樣形成的;其次，對(duì)磨擦力的分類進(jìn)行把握;因而，能夠了解磨擦力的方向以及怎樣正確的判定其方向。
1、摩擦力的形成
磨擦力的形成緣由是，存在兩個(gè)物體并且之間有所接觸，并在接觸過程中形成擠壓;兩個(gè)物體的表面粗糙;兩個(gè)物體之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或則存在具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。磨擦力的形成須要滿足上述三個(gè)條件，但是這三個(gè)條件是形成磨擦力的充分必要條件，這三個(gè)條件缺一不可，但是兩者之間還互相掣肘。并且這三個(gè)條件是磨擦力形成的宏觀條件，關(guān)于磨擦力形成的具體的微觀機(jī)理、以及性質(zhì)，在化學(xué)學(xué)術(shù)界仍然存在爭(zhēng)辯，還須要更細(xì)致更深入的研究。
2、摩擦力的分類
在數(shù)學(xué)學(xué)中，根據(jù)物體運(yùn)動(dòng)所形成的療效不同，將磨擦力進(jìn)行了分類：一種是滑動(dòng)磨擦力，一種是靜磨擦力，一種是滾動(dòng)磨擦。
滑動(dòng)磨擦力就是指當(dāng)兩個(gè)物體之間形成相對(duì)滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)時(shí)而產(chǎn)生的妨礙它們相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，數(shù)學(xué)學(xué)中稱這些力為滑動(dòng)磨擦力。滑動(dòng)磨擦力的公式是f=μFN(其中，μ代表的是物體的性質(zhì)、干濕程度及粗糙程度等相關(guān)質(zhì)數(shù)有關(guān)的質(zhì)數(shù)，F(xiàn)N代表的是兩個(gè)物體在接觸面上形成的法向正壓力)，滑動(dòng)磨擦力和兩個(gè)物體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率是沒有關(guān)系的，就是說無論相對(duì)運(yùn)動(dòng)速率在數(shù)值上有哪些變化，滑動(dòng)磨擦力的大小也不會(huì)發(fā)生不變。滑動(dòng)磨擦力的大小同兩個(gè)物體之間的接觸面積數(shù)值也沒有關(guān)系，就是接觸面積的大小對(duì)磨擦力的估算也沒有影響。
靜磨擦力就是指在兩個(gè)物體之間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)所形成的一種制約其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，靜磨擦力可以是一種被動(dòng)力也可以是一種主動(dòng)力。靜磨擦力容易讓人誤以為是只有物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)就會(huì)形成靜磨擦力，但實(shí)際情況是當(dāng)兩個(gè)物體發(fā)生勻速運(yùn)動(dòng)或則是形成變速運(yùn)動(dòng)時(shí)仍然會(huì)產(chǎn)生靜磨擦力。例如：兩個(gè)鐵塊被疊置于一起，當(dāng)二者遭到同一種外力作用，但是順著固定斜面用同樣的速率勻速滑動(dòng)的兩個(gè)鐵塊之間所生成的磨擦力就是靜磨擦力。假如兩個(gè)鐵塊用同樣的加速度一齊順著斜面進(jìn)行向下的運(yùn)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)鐵塊之間仍然保持著相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，形成的仍然是靜磨擦力。
滾動(dòng)磨擦力就是指一種相對(duì)主動(dòng)的力，這些磨擦力的形成是當(dāng)一個(gè)物體在其它物體的表面進(jìn)行滾動(dòng)，但是在滾動(dòng)時(shí)形成了一種制約兩個(gè)物體進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，我們也可以覺得滾動(dòng)磨擦力是靜磨擦力的一種變型，一般在相同正壓力的情況下，滾動(dòng)磨擦力的大小是滑動(dòng)磨擦力的1/6-1/8。
二、摩擦力有無的判定
物體究竟受不受磨擦力，要按照磨擦力形成的條件來判定斜面摩擦力方向的判斷，磨擦力形成的條件有以下幾點(diǎn)：
①物體要互相接觸，并互相擠壓(即互相間有彈力形成);
②接觸面不光滑;
③物體間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
只有同時(shí)具備以上三個(gè)條件的物體，就會(huì)遭到磨擦力的作用，只具備一個(gè)或兩個(gè)條件，物體都不可能遭到磨擦力的作用。
物體與豎直墻上相接觸（如上圖），并在豎直方向力F的作用下勻速上升，這時(shí)的物體就不會(huì)遭到磨擦力的作用，即使?jié)M足第二和第三兩個(gè)條件，但不完全滿足第一個(gè)條件，物體與豎直墻上之間沒有互相擠壓，即物體與豎直墻上之間沒有彈力，所以物體不會(huì)遭到磨擦力的作用。
物體處于光滑的水平面上（如上圖），在水平力F的作用下，沿水平面向右加速運(yùn)動(dòng)，這時(shí)物體也不遭到磨擦力的作用，因它不滿足第2個(gè)條件。
物體處于斜面上（如上圖），遭到繩沿斜面向下的拉力而處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時(shí)物體也不受磨擦力作用，即使?jié)M足第一、第二兩個(gè)條件，但不滿足第三個(gè)條件，沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。
三、摩擦力方向的判斷方式
關(guān)于磨擦力形成的情況各有不同，因而在對(duì)磨擦力的方向進(jìn)行判別時(shí)，可以通過不同的方式。
1、根據(jù)定義法
按照定義法對(duì)磨擦力的方向進(jìn)行判別是相對(duì)來說比較簡單但是直觀的判斷方式。根據(jù)磨擦力的定義我們可以曉得，磨擦力的方向就是兩個(gè)物體中，以一個(gè)物體為參照，與它進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的或則是與其發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體的相反方向就是磨擦力方向，根據(jù)定義法我們可以通過剖析物體所遭到的外在斥力的狀況對(duì)磨擦力的方向進(jìn)行判斷。
2、運(yùn)用平衡法
運(yùn)用平衡法對(duì)磨擦力的方向進(jìn)行判斷，這些方式主要討論的是兩個(gè)物體處于平衡條件下，但是每位物體的受力須要符合平衡條件。因而我們具體研究和剖析物體可能出現(xiàn)的受力情況，規(guī)避并去除與平衡原理有出入或相背離的情況，因而對(duì)磨擦力的方向進(jìn)行確定。
3、根據(jù)力的作用療效進(jìn)行判別
在化學(xué)學(xué)的教科書上，對(duì)磨擦力方向的定義強(qiáng)調(diào)，磨擦力方向是與兩個(gè)物體之間形成的相對(duì)運(yùn)動(dòng)或則兩個(gè)物體之間形成的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。對(duì)磨擦力方向用定義法比較簡單，而且在實(shí)際運(yùn)用中，還是存在問題。并且運(yùn)用力的療效來判定磨擦力的方向要實(shí)用好多。諸如：將一個(gè)物體放置在一個(gè)水平運(yùn)動(dòng)的圓盤上，物體隨著圓盤一起進(jìn)行逆秒針的轉(zhuǎn)動(dòng)斜面摩擦力方向的判斷，求物體所遭到的磨擦力方向。在解決這個(gè)問題中，可以運(yùn)用力的作用療效進(jìn)行判別。考慮到物體進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)遭到向心力的作用，而此時(shí)的向心力就是由磨擦力提供的。
磨擦力
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