摩擦有三種類型:靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦。
滑動摩擦:當相互接觸的兩個物體相對滑動時,接觸面上會形成阻礙相對運動的力,稱為滑動摩擦。
靜摩擦力:當相互接觸的兩個物體有相對滑動傾向時摩擦力與拉力大小相等,接觸面上會形成阻礙相對運動的力,稱為靜摩擦力。
滾動摩擦的定義不需要背,但必須記住一件事:滾動摩擦比滑動摩擦小得多。
摩擦方向:與相對運動方向或相對運動趨勢相反的方向。 滑動摩擦的方向與相對運動的方向相反,靜摩擦的方向與相對運動的方向相反。
【注】相對運動是指兩個相互接觸的物體之間的相對滑動,如右側傳送帶上物體的運動:
物體A通過繩子固定在墻上,與地面相對靜止。 但傳送帶向右移動,因此物體 A 相對傳送帶向左移動,物體 A 受到向右的摩擦。
摩擦力形成的條件:
①接觸和壓力(壓力屬于彈性)
②有相對運動或相對運動趨勢
③接觸面不光滑
注意:“光滑”在物理學中的意思是絕對光滑,沒有摩擦!
在“研究影響摩擦力大小的原因”的實驗中,必須使用彈簧測功機以恒定的速度驅動鐵塊。 因為彈簧測力計檢測到的似乎是鐵塊上的拉力,只有當鐵塊以恒定速度驅動時,鐵塊上的力是平衡的,拉力等于摩擦力。 如果鐵塊快速移動和緩慢移動,木塊的摩擦力將保持不變摩擦力與拉力大小相等,但此時鐵塊上的受力不平衡,拉力不等于摩擦力,因此沒有用處來測量它。
滑動摩擦的影響因素:壓力、接觸面粗糙度。
事實上,滑動摩擦力有一個公式:Ff=FN·μ
Ff代表摩擦力,FN代表壓力,μ稱為動摩擦素數,代表接觸表面的粗糙度。 壓力除以接觸表面的粗糙度就是摩擦力。
【注意】靜摩擦力不是由壓力和粗糙度決定的! 它是由兩種力的平衡決定的。 如圖所示:
如上圖所示,當人推石頭時,石頭在水平方向受到兩個力:推力和摩擦力。
如果人用10N的力推動石頭,則石頭受到10N的靜摩擦力;
如果人用20N的力推動石頭,則石頭受到20N的靜摩擦力;
如果人用50N的力推動一塊石頭,石頭就會受到50N的靜摩擦力。
直至巖石滑動,靜摩擦力的大小仍等于推力。
Ff通常用來表示摩擦力,也可以用f表示。
增加滑動摩擦力的方法:
①增加壓力
② 增加接觸面的粗糙度
減少滑動摩擦的方法:
①減輕壓力
②降低接觸面的粗糙度
③將滑動改為滾動
④接觸面的分離(如:潤滑油、氣墊船、空氣軸承)
除了減少摩擦之外,還有兩種減少摩擦的方法。
→→→→→→→→→→→→→→→→
力分析,簡單來說就是分析物體的受力。
從現在開始,物體所受的所有力都集中在重心處。
目前我已經學會了三種力:重力、彈力、摩擦力。 力分析就是找出這三個力是否存在,以及這三個力的大小、方向、作用點。 分析的順序也是重力→彈力→摩擦力。 因為重力必須存在,而彈力是形成摩擦力的條件,沒有彈力就不可能有摩擦力。
方法:
①先引出重力;
② 查明該物體是否與其他物體接觸。 如果沒有接觸,則僅受重力影響。 如果有接觸,則根據彈力形成的條件或兩力的平衡來判斷是否有彈力。
③如果沒有彈性,就一定沒有摩擦力。 如果有彈性,則檢查接觸面是否光滑,是否有相對移動,或是否有相對移動的趨勢。 如果不平滑,就會有相對運動(或趨勢),就會有摩擦。
例如下面的問題:
盒子被向右拉,在地面上以勻速直線向右移動。 畫出作用在物體上的力。
①首先必須有重力,所以先畫重力:
② 然后找到接觸面。 盒子放置在地面上,與地面接觸,并由地面支撐。 而且,袋子沒有垂直運動,所以支撐力和重力是平衡的,大小相等:
③ 該接觸面上有彈力,有相對運動,因此該面上有滑動摩擦。 盒子向右移動,因此摩擦力向左。 由于袋子以勻速直線運動,因此摩擦力和拉力兩個力是平衡的并且大小相等:
至此,應力分析完成。