摩擦有三種類型:靜摩擦、滑動摩擦和滾動摩擦。
滑動摩擦力: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,稱為滑動摩擦力。
靜摩擦力:當相互接觸的兩個物體有相對滑動傾向時,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,如右圖中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。 而傳送帶向右移動,因此物體A相對于傳送帶向左移動,物體A受到向右的摩擦力。
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:數學中的“光滑”意味著絕對光滑,沒有摩擦!
在“研究影響摩擦力大小的原因”的實驗中,必須使用彈簧測力計來恒速驅動鐵塊。 由于彈簧測功機檢測的當然是鐵塊上的拉力,只有當鐵塊以恒定速度驅動且鐵塊上的力平衡時,拉力才等于摩擦力。 如果鐵塊快速移動和緩慢移動,鐵塊的摩擦力保持不變,此時鐵塊上的受力不平衡,拉力不等于摩擦力,所以沒有用。測量它。
滑動摩擦力的影響因素:壓力、接觸面粗糙度。
雖然滑動摩擦有一個公式: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的力推動一塊石頭,石頭就會受到10N的靜摩擦力;
如果人用20N的力推動一塊石頭,石頭就會受到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。
直到石頭滑動為止,靜摩擦力的大小仍然等于推力。
一般用Ff來表示摩擦力,也可以用f表示。
減少滑動摩擦的方法:
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。
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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。 受力分析也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→彈性→摩擦力。 由于重力必須存在,而彈力是形成摩擦力的條件,沒有彈力就不可能存在摩擦力。
方式:
①先引出重力;
② 查明該物體是否與其他物體接觸。 如果沒有接觸摩擦力受力分析的方法,則僅受重力影響。 如果有接觸,則根據彈性形成的條件或兩個力的平衡來判斷是否有彈性。
③ 沒有彈力,就必然沒有摩擦力。 如果有彈力,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。 如果不光滑并且有相對運動(或趨勢),則存在摩擦。
例如下面的問題:
袋子被向右拉,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。 袋子放置在地面上,與地面接觸,并由地面支撐。 而袋子在垂直方向上沒有運動,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,故該面上有滑動摩擦力。 袋子向右移動,因此摩擦力向左移動。 由于袋子以勻速直線運動摩擦力受力分析的方法,因此摩擦力和拉力兩個力是平衡的并且大小相等:
至此,受力分析完成。