摩擦力的概念
高中物理課本必修課一第57頁,有如下摩擦力的定義:
當兩個相互接觸的物體發生相對運動或有相對移動的趨勢時,接觸面上就會產生一個阻礙它們相對滑動的力。 這種力稱為摩擦力。
從廣義上講,在液體和氣體中運動的物體也會受到摩擦力。 摩擦力是我們周圍非常重要的力量。
沒有摩擦的世界是“可怕的”:走路時會摔倒,鞋帶無法系緊什么是摩擦力以及在生活中的應用,螺釘和釘子無法固定物體……當然,我們不能認為摩擦是有益的,比如工業機械零件。 軸承中的摩擦和汽車氣缸中的摩擦都是有害的。
產生摩擦力的條件
產生摩擦的條件是:兩個物體直接接觸,相互擠壓,接觸面粗糙,有相對運動或有相對運動的趨勢。 這四個條件缺一不可。 兩個物體之間的彈力是兩個物體之間發生摩擦的必要條件,但不是充要條件。 換句話說:沒有彈性就不可能有摩擦,但有彈性也不能保證一定會有摩擦。
以上雖然是對教材中摩擦力概念非常重要的理解,但并不是高考物理的重點內容。 高考的重點和難點在于探索摩擦的分類和方向的確定。 從分類來看,摩擦可分為滑動摩擦和靜摩擦兩種。
滑動摩擦力
在摩擦的分類中,若發生相對滑動,則為滑動摩擦;若發生相對滑動,則為滑動摩擦;若發生相對滑動,則為滑動摩擦。 否則為靜摩擦力。 我們先來分析一下滑動摩擦力的大小。
滑動摩擦力的大小必須使用公式 f=μN 計算。
(1)接觸力中,首先要分析兩個物體之間的彈力N,然后分析摩擦力的大小。
(2) 公式f=μN只有在存在滑動摩擦時才能使用,其中N代表物體之間的壓力,不一定等于物體的重力G。 只有在水平面上N才能與重力mg一致。
靜摩擦力
兩者之間只有運動的趨勢,但沒有相對運動的摩擦力稱為靜摩擦力。
(1) 必須清楚,靜摩擦力的大小不能用滑動摩擦定律f=μN來計算。 嚴格來說,其最大值略大于滑動摩擦力。 然而,在大多數試題中,往往給出這樣的條件:靜摩擦力的最大值等于滑動摩擦力,即fm=μN。
(2)靜摩擦力的大小應根據物體的受力和運動(“被動力”)來確定。 其可能的取值范圍為:0<p=""> <p="">
關于判斷摩擦力是靜摩擦力還是滑動摩擦力的討論
很多時候,對于一道涉及摩擦的綜合力學題,我們無法根據題意立即判斷是靜摩擦還是滑動摩擦。
這時,解決問題的第一步就是確定摩擦力的性質。 如果這一步做得不好,你將無法進行下一步。
首先,假設是靜摩擦力,兩者是一個整體,求整體的加速度。 有沒有可能利用單個物體(通常是只受到摩擦力的物體)的大靜摩擦力來提供這個加速度(這時候問題往往告訴我是滑動摩擦力)。
1、如果可能的話,假設為真,兩者之間存在靜摩擦力。
2. 如果假設不成立,則一定是滑動摩擦。
這是高中第一學期教授的知識。 希望大家不要認為我上面的分析是廢話。 作者很負責任地告訴你,很多高中生在這里復習的時候都存在問題。
正如本文標題所示,機械謎題的分析并不是那么簡單。 可能,這個問題中的摩擦力(動態或靜態未知)可能只是 4 或 5 個力(甚至更多)中的一個。 此時的判斷是非常復雜的,需要你冷靜地思考通過上述過程一步步進行。
確定摩擦方向
有兩種方法可以確定摩擦力的方向。 一是書上的定義。 即:摩擦力的方向總是阻礙運動的方向或運動的趨勢(方向)。
另一種是假設法。
假設界面絕對流暢,會出現什么樣的情況,而這種情況與常規事實(或者問題的含義)不符; 使用這個(摩擦力為“事實”提供動力)來確定摩擦力的方向。
該假設對于靜摩擦和滑動摩擦均成立。
高中物理力學中的摩擦是一個難點,尤其是與電磁學結合時,涉及到靜摩擦轉化為滑動摩擦的關鍵問題的分析。
摩擦做功的特點
摩擦力所做的功是比較復雜的。 同學們可以到物理網視頻區觀看我們的視頻,里面有專門的視頻講解。 下面,的編輯總結了一些重要的結論,同學們可以自行推論。
1.靜摩擦做功的特點
1、靜摩擦力可以做正功、負功、或不做功。
2、靜摩擦做功的過程中,只有機械能的相互傳遞(靜摩擦起傳遞機械能的作用),而沒有將機械能轉化為其他形式的能量。
3. 在相互作用的系統中,一對靜摩擦力所做的功的代數和始終為零。
2. 滑動摩擦做功的特點
1.滑動摩擦不能做功
如果兩個相對運動的物體之一相對于地面靜止,則滑動摩擦力對該物體不起作用。
2、滑動摩擦可以做正功
例如,如果在卡車車廂內放置一個木箱,卡車突然加速,木箱相對于卡車向后滑動,但相對地面向前移動,則卡車對木箱的滑動摩擦力盒子會做積極的工作。
3.滑動摩擦可以做負功
在上面的例子中,木箱在卡車上的滑動摩擦力對卡車做了負功。
4. 在相互作用的系統中,一對滑動摩擦力所做的功始終不為零。 其絕對值恰好等于滑動摩擦力與相對位移的乘積,等于系統損失的機械能。
5、一對滑動摩擦力做功的過程中,有兩種能量轉換的情況:一是相互摩擦的物體之間機械能的傳遞;二是相互摩擦的物體之間的機械能的傳遞。 另一種是將機械能轉化為內能,轉化后的內能的大小等于滑動摩擦力與相對位移的乘積。
高中物理關于冪的知識點
權力的概念
功率是描述做功速度的物理量。 功率是指單位時間內用力所做的功。
功率的單位是瓦(w),日常生產中也常用千瓦(kw)作為功率單位。 注意功率單位和功單位的區別。 功率的單位是瓦或千瓦,能量的單位是焦耳,也用千瓦·小時表示。 我們日常生活中的一千瓦時電意味著一千瓦特·時。
功率公式
功率是描述做功速度的物理量。 功率的定義為:P=W/t。 當t不為無窮小時,公式計算出的功率為t時間內的平均功率。 當△t為很小的值時,P=△W/△t可以代表此時的瞬時速度。
力學研究的功率和電學研究的功率有很大區別。 讓我們在這里分類討論它們,如下:
(1)力學中的功率公式
功率的另一個計算公式:P=Fvcosθ,其中θ是力與速度之間的角度。 該公式可以通過兩種方式使用:
①求某一時刻的瞬時功率。 此時,F為該時刻的力,v取瞬時值,對應的P為F在該時刻的瞬時功率;
② 當 v 為一定位移(時間)內的平均速度時,要求 F 在這段位移(時間)內必須為恒力,對應的 P 為 F 在這段位移(時間)內的平均功率。時間。
重力的功率可以表示為P=θ,即重力的瞬時功率等于重力與該時刻物體的垂直分速度的乘積。
上面我們討論了力學中的功率,接下來我們分析電力中的功率。
(2)電的功率公式
電功率的計算公式是電壓乘以電流。 這個公式就是電功率的定義。 它始終是正確的并且適用于任何情況。
電功率的基本公式:P=U*I; 我們將根據下面的基本公式進行推導。
推導 1:純電阻電路中電功率的表達式
當電路為純電阻電路,即電路中只有電阻,僅將電能轉換為熱能時什么是摩擦力以及在生活中的應用,也可以利用歐姆定律進行轉換。
P=U^2/R=I^2*R;
推導2:電動機功率的計算
非純阻電路中的功率計算以電機功率來介紹。 電機的總功率換算為兩部分,一部分是內部消耗的熱功率,另一部分是傳遞給外界的機械功率,可以表示為以下公式:
P總計=I^2*r+P機;
請注意,焦耳熱功率只有這個表達式。 由于它是非純電阻電路,因此不能用歐姆定律代替。
推導3:功率在動能定理中的應用
動能定理的內容:合外力的功等于動能的變量。
動能定理的公式為:
W合=△Ek;
對于恒功率的工作過程,我們也可以表示為:
Pt=△Ek;
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