高二數學磨擦力公式的知識點篇1
(1)滑動磨擦力:f=N
說明:a、N為接觸面間的彈力,可以小于G;也可以等于G;也可以大于G
b、為滑動磨擦系數,只與接觸面材料和粗糙程度有關,與接觸面積大小、接觸面相對運動快慢以及正壓力N無關.
(2)靜磨擦力:由物體的平衡條件或牛頓第二定理求解,與正壓力無關.
大小范圍:Of靜fm(fm為最大靜磨擦力,與正壓力有關)
a、摩擦力可以與運動方向相同,也可以與運動方向相反,還可以與運動方向成一定傾角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作負功,還可以不作功。
c、摩擦力的方向與物體間相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反。
d、靜止的物體可以受滑動磨擦力的作用,運動的物體可以受靜磨擦力的作用。
高二數學磨擦力公式的知識點篇2
1.正確理解形成磨擦力的條件
要正確剖析出物體是否受磨擦力作用,就必須全面認識形成磨擦力的條件。形成磨擦力的條件有三:
①粗糙接觸面。磨擦力是接觸力,它只能形成在兩互相接觸、表面粗糙的物體之間。在理想情況下,若覺得接觸面“光滑”,則不考慮磨擦力的存在。
②正壓力的存在。正壓力的存在是形成磨擦力的前提。若果兩互相接觸的物體之間無擠壓作用,則接觸面上的磨擦力也將為零。有些朋友覺得壓力與物體所受重力大小相等,這是十分錯誤的。在不同的數學情境中,正壓力的形成緣由是不同的。
③物體之間存在相對運動或相對運動趨勢。在剖析物體是否受磨擦力作用時,應考慮被研究的物體相對于與之接觸的物體有無相對滑動或有無相對運動的趨勢。[注:所謂“相對運動趨勢”的方向是指兩個互相接觸的物體之間,如果沒有磨擦力作用時,即將發生相對滑動的方向。]諸如:擦黑板時,黑板處于靜止狀態,但它相對于黑板擦發生了相對運動,進而黑板將遭到滑動磨擦力作用。
形成磨擦力的三個條件缺一不可。物體間不接觸靜止摩擦力怎么算,談不到磨擦力;接觸面“光滑”,不計磨擦力;粗糙接觸的物體間有互相擠壓但沒有相對運動或相對運動趨勢,不會形成磨擦力;有相對運動或相對運動趨勢,但接觸面間無壓力存在,接觸面上磨擦力也將為零。
2.正確應用磨擦力的估算公式
在數學問題的求解中,一些同事不能對問題作具體的剖析與思索,而是生搬硬套、盲目亂用公式,進而導致求解錯誤。在對磨擦力的估算中就常犯這類錯誤。在求解磨擦力大小之前,必須首先剖析物體的運動狀態,判定是滑動磨擦還是靜磨擦。對于靜磨擦,靜磨擦力的大小取決于物體的受力情況和運動情況,隨外界其它誘因的變化而變化,靜磨擦力大小的取值范圍為fm>(或=)f靜>(或=)0,具體數值只能依據物體所處的狀態,由力的平衡知識或牛頓運動定理求解。只有最大靜磨擦力才是fm=u0N,其中u0為靜磨擦乘數。最大靜磨擦力實際上小于滑動磨擦力,但在沒有說明的情況下可以覺得它們近似相等。對于滑動磨擦,磨擦力大小的估算公式為f=uN,其中u為動磨擦質數,其值與接觸面的'材料以及接觸面的情況(如粗糙程度)有關(課本上的動磨擦乘數表上只指出了接觸面的材料),而與接觸面積的大小,物體運動的速率(或加速度)無關;N為兩接觸面間的正壓力。對于滑動磨擦力來說,因為f=uN,為此,只要u一定,則f與N成反比,N的變化決定了f的變化,假如N是某個數學量(如時間t、速度v等)的函數,則f也就是該化學量的等次函數。所以,要正確求解滑動磨擦力,就必須優先確定正壓力N。其實,對于滑動磨擦力的求解,我們還可以依據物體受力情況,由力的平衡知識或牛頓定理求出。
3.正確判斷磨擦力的方向
磨擦力的療效總是起著阻撓物體相對運動的作用,其方向總與接觸面相切,與物體相對運動或相對運動的趨勢方向相反。并且,磨擦力的方向并不總與物體運動方向相反,它可與物體運動方向相同,還可以與物體運動方向成任意傾角。
由此可見,磨擦力方向總是制約物體的相對運動或相對運動趨勢,而不是制約物體的運動。磨擦力既可以為阻力也可以為動力,我們不能由物體的運動方向來輕易確定磨擦力方向。
對磨擦力方向的確定通常有兩種方式:
①根據“摩擦力方向總與相對運動或相對運動趨勢方向相反”來判別。對相對運動趨勢的判定可采用“假設法”(或稱添油法)判斷:假設在兩相對靜止的物體間添加潤滑油,進而使兩物體間的磨擦力不存在,看此時兩物感受發生如何的相對運動來確定。
【例】如圖所示,在一條水平的傳送帶上放著一個物體A,物體A隨著傳送帶一起往右作勻速直線運動,則此時物體A遭到的傳送帶對它的磨擦力方向怎樣?
情境分析:此情境初看比較復雜,很容易跟“剛開始運動”或“正在減速”的情境相混淆。假如物體A與傳送帶之間存在磨擦力,這么這個力必將在水平方向上,或水平往右,或水平向左。因為物體A作勻速直線運動,既沒有加速,也沒有減速,即物體A相對于傳送帶來說是靜止不動的,因而說,它既沒有往前加速的趨勢,也沒有要停出來的趨勢,故物體A與傳送帶之間不存在磨擦力。可見,本題的關鍵句子是“物體A隨著傳送帶一起往右作勻速直線運動”。
②根據物體運動狀態,由牛頓定理來確定。
【例】如圖所示,一質量為m的貨物置于夾角為α的傳送帶上隨傳送帶一起向下或向上做加速運動.設加速度大小為α,試求兩種情況下貨物所受的磨擦力。
解析:物體m向下加速運動時,因為沿斜面向上有重力的分力,所以要使物體隨傳送帶向下加速運動,傳送帶對物體的磨擦力必將沿傳送帶向下.物體沿斜面向上加速運動時,磨擦力的方向要視加速度的大小而定,當加速度為某一合適逢時,重力沿斜面方向的分力正好提供了所需的合外力靜止摩擦力怎么算,則磨擦力為零;當加速度大于此值時,磨擦力應沿斜面向上;當加速度小于此值時,磨擦力應沿斜面向下。
向下加速運動時,由牛頓第二定理,得:所以F-=ma,方向沿斜面向下
向上加速運動時,由牛頓第二定理,得:—F=ma(設F沿斜面向下)
所以F=-ma
當a0.與所設方向相同——沿斜面向下.
當a=gsina時,F=0.即貨物與傳送帶間無磨擦力作用.
當a>gsina時,F
小結:當物體加速運動而磨擦力方向不明晰時,可先假定磨擦力向某一方向,之后應用牛頓第二定理導入表達式,再結合具體情況進行討論。