我們知道,如果不再用力推動地面,阻力最終會阻止輪滑的移動。 當然,這個阻力就是輪滑與地面形成的摩擦力。 摩擦有三種類型:靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦。
滑動摩擦力
摩擦力是一種非常常見的力。
例如,在滑梯上滑動時,我們會感覺到滑梯將我們的衣服向下拉,滑梯對褲襪有限制作用。
再比如,當我們用橡皮擦擦紙上的筆跡時,我們可以感受到紙張對橡皮擦的限制作用。
拖地時,可以感覺到地板限制了拖把
再比如,將食指按在桌面上并滑動,我們可以感覺到桌面對右手有限制作用。
右手相互摩擦可以感受到阻擋效果
形成上述限制的力是滑動摩擦力。 相互接觸的物體的兩個表面有時肉眼看上去光滑,但在顯微鏡下觀察卻凹凸不平。 當相互接觸的物體發生相對運動時,它們會相互制約,形成滑動摩擦。
兩個相互接觸的物體,當它們相對滑動時,會在接觸面上形成限制相對運動的力。 我們稱這些力為滑動摩擦力。
靜摩擦力
當你爬桿子到某個地方時,力量就平衡了。 你受到向上的重力摩擦力與拉力大小相等,誰是向下的力?
這時候即使不向上滑,相對于爬桿也有下降的趨勢。 這種向下的力就是靜摩擦力,它阻止你下降。
當你在水平地面上的木架上向左水平用力推動時,它不會前進。 袋子似乎沒有移動,但有向左移動的趨勢。 這種平衡推力的力是地面和袋子之間產生的靜摩擦力。
當相互接觸的兩個物體即將發生相對滑動(存在相對運動趨勢)時,接觸面上就會形成限制相對運動趨勢的力。 我們將這些力稱為靜摩擦力。
滾動摩擦
當籃球在地面上滾動時,速度會越來越慢,因為地面給了它一個阻礙它運動的力,這個力就是滾動摩擦力。
一個物體在另一個物體表面滾動所受到的摩擦力稱為滾動摩擦力。
在其他條件相同的情況下,滾動摩擦力小于滑動摩擦力。
摩擦力形成的條件
物體相互接觸并擠壓(即有壓力);
接觸面粗糙;
物體之間存在相對運動或相對運動趨勢。
摩擦方向
摩擦力是限制相對運動的力,因此摩擦力的方向與相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。
滑動摩擦力:與相對運動方向相反
靜摩擦力:與相對運動方向相反
如何正確判斷摩擦力方向? 只需四步。
①明確摩擦力的施力對象和受力對象;
②選擇施力對象作為參考對象;
③判斷受力物體相對于施力物體的運動方向或運動趨勢方向;
④用“相反”來確定摩擦力的方向。
例1 斜面上靜止物體所受摩擦力的方向
① 物體A為受力物體,斜面B為受力物體;
②以坡度B為參考;
③與斜坡B相比,受力的物體A有平行于斜坡向上運動的趨勢;
④ 因此,物體A受到的摩擦力方向為:平行斜面向下。
例2 物體在拉力作用下沿斜面運動時所受摩擦力的方向
① 物體A為受力物體摩擦力與拉力大小相等,斜面B為受力物體;
②以坡度B為參考;
③受力物體A沿斜坡向下運動;
④ 因此,物體A受到的摩擦力方向為:平行斜面向上。
比如兩個人向前走時,腳(鞋)摩擦力的方向
當我們向前行走時,腳向后推動地面,腳(受力的物體)往往相對于地面(參考物體,施加力的物體)向后移動。 因此,腳部的摩擦力方向是向前的。
在判斷摩擦力方向時,要正確判斷誰是施力物體,誰是受力物體。 人走路時,摩擦力是在腳(或鞋子)與地面之間形成的,而不是在人與地面之間形成的。 人相對于地面向前移動,摩擦力的方向并不向后。
自行車后輪摩擦力的方向是向后的
前輪摩擦力的方向是向前
由此我們需要明確,摩擦力的方向并不是與物體的運動方向相反,而是與物體的相對運動方向相反。
摩擦力
滑動摩擦力的大?。嚎捎脧椈蓽y力計檢測
如圖所示,鐵塊由彈簧測功機水平驅動,使其沿長木板勻速直線運動。 根據兩力平衡的知識,可知彈簧測功機對鐵塊的拉力等于鐵塊的摩擦力,即F=f。
靜摩擦力的大小:根據平衡力的知識判斷
當你爬一根桿子到某個地方并靜止不動時,遇到的摩擦力和重力是一對平衡力,因此摩擦力和重力大小相等,即f=G。
如果它以勻速爬下或下降,摩擦力和重力還相等嗎? 無論是靜止不動、勻速攀登,還是勻速下降,都是一種平衡狀態。 因此,摩擦力和重力是一對大小相等的平衡力。
當你在水平地面上的木架上向左水平用力推動時,它不會前進。 袋子受到向左的水平推力和向右的水平摩擦力,這是一對平衡力,摩擦力的大小等于推力的大小,即f=F 。
思維擴展
右圖是物體A靜止在斜面上時的受力示意圖。 請問,物體A上的摩擦力f和重力G平衡嗎?
答案肯定不是,至少我們看到它們并不是作用在同一條直線上。 此時f<G。
這樣,當物體A在拉力F的作用下做勻速直線向下運動時,其所受到的拉力F和摩擦力f是否平衡呢?
答案是不。 因為阻礙物體A向下運動的力不僅僅是摩擦力,還有物體A上的重力。物體A雖然處于平衡狀態,但卻是四種拉力共同作用的療效。 、摩擦力、重力和支撐。 由于重力和支撐力不在一條直線上,所以重力和支撐力不是平衡力,所以拉力和摩擦力也不是平衡力。 此時,F>f。
研究完機械效率后,還可以從總功、有用功、額外功的角度來分析,或者中學學過力的分解后,也可以說明此時的拉力和摩擦力為力量不平衡。
視頻:乘坐電梯的人會受到摩擦嗎?
觀看視頻后,請判斷與水平輸送帶勻速運動的物體是否受到摩擦?
影響滑動摩擦力大小的因素
查詢方式
①將鐵塊放置在長水平木板上,用彈簧測功機水平勻速驅動鐵塊,使鐵塊勻速直線運動。 此時,彈簧測力計的讀數等于滑動摩擦力的大??;
② 在鐵塊上放置重物,然后改變鐵塊對長木板的壓力,測量此時的滑動摩擦力;
③ 換一塊材質相同但表面粗糙的長板,改變接觸面的粗糙度,保持壓力恒定,測量此時的滑動摩擦力。
視頻:探索影響滑動摩擦大小的激勵因素
從實驗可以看出,滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙度有關。
當接觸面粗糙度一定時,壓力越大,滑動摩擦力越大;
當壓力一定時,接觸面越粗糙,滑動摩擦力越大。
滑動摩擦力的大小與接觸面積和物體運動速度無關。
實踐
①圖A、B是探討滑動摩擦力的大小與壓力的大小是否相關;
②圖A、C是探討滑動摩擦力的大小是否與接觸面的粗糙度有關;
③圖A、D是探討滑動摩擦力的大小是否與接觸面積有關。
實驗改進
根據圖A的方法,測量滑動摩擦力時,需要在水平木板上以勻速驅動鐵塊。 人手不是機器,行駛時不易操作,難以保證勻速直線運動; 并且由于彈簧測力計在移動,讀數時偏差會減小。 通過上面的研究,我們知道,無論鐵塊如何運動,鐵塊與木板之間的摩擦力都是恒定的。 如果按照圖B的形式進行測試,除了彈簧測力計相對于地面靜止之外,無論如何它都可以帶動下面的木板。 除了操作方便之外,閱讀也方便。
使用和避免摩擦
行走時,使我們前進的力就是摩擦力。 這時候摩擦力就屬于動力了,對我們來說是有用的。 嘗試減少它。 如果沒有摩擦力,我們就無法移動一步,也無法撿起任何東西……
當摩擦力很大時,摩擦是有害的。 這時摩擦就屬于阻力了。 機器工作時,運動部件之間會產生摩擦。 這些摩擦不僅白白消耗動力,而且還會使機器生銹。 這個時候我們就要盡量減少摩擦。
視頻:盡量減少摩擦的方法
減少摩擦
減輕壓力:擦黑板時用力; 施加力量制動
接觸面粗糙:鞋帽、輪胎有花紋; 冰冷的橋面撒滿了褐煤灰
減少摩擦
減壓:雪橇由密度較小的材料制成
使接觸面光滑:在冰球聯賽中,湖面不斷摩擦產生水膜,減少摩擦力
將滑動變為滾動:滾動軸承
分離接觸面:潤滑油、氣墊船、磁懸浮列車
這么漂亮,你還沒看過嗎?