所有的高中數學技能考試中,有一個實驗是必考的,那就是“探究滑動磨擦力與什么誘因有關”!
這個實驗可以說是最簡單的實驗之一,須要稍加留心的是必須順著彈簧測力計的軸線方向水平勻速帶動鐵塊!
通過實驗我們可以得到一個至關重要的推論,即“滑動磨擦力的大小只與接觸面之間壓力(正壓力)大小以及接觸面的粗糙程度有關”摩擦力受力分析步驟,而與兩者之間的相對速率、接觸面積都無關!
這是一個十分重要的推論,也就是說之后我們再遇見磨擦力時,首先要做的事情就是“先分辨此磨擦力究竟是靜磨擦力還是滑動磨擦力”,之后假如是靜磨擦力,則其大小與壓力以及接觸面的粗糙程度無關,這么如何求出靜磨擦力大小呢?方式是“根據受力平衡”來求,中學階段除此別無他法,也就是說靜磨擦力的大小會隨著外力大小的改變而改變。假如是滑動磨擦力,則其大小只取決于“正壓力以及接觸面粗糙程度”!中學生們一旦到了小學都會曉得,雖然滑動磨擦力有一個公式,而靜磨擦力還有一個特殊的靜磨擦力——最大靜磨擦力!
當我們了解了這種,還遠遠不夠,小學生們遇見有關磨擦力最多的就是滑動磨擦力,出錯最多的就是“滑動磨擦力的方向判定以及大小估算”!
關于滑動磨擦力的大小,中學階段因為沒有學相關公式,所以所遇見的題都是物體處于平衡狀態時的情況,這一點與靜磨擦力類似,通過受力平衡就可以求出其大小,而且好多題并不那么只是讓我們求出滑動磨擦力就完事了,而是就會繼續明問或則暗問:“如果撤掉外力后滑動磨擦力是多大?假如外力減小或則降低時滑動磨擦力是多大?”這是就應當立即告訴自己,影響滑動磨擦力大小的兩個誘因究竟變了沒有?若果沒變,則滑動磨擦力大小不變,假如兩個誘因變了,則滑動磨擦力大小就會改變。而高考數學通常考查的是影響滑動磨擦力大小的兩個誘因不變的情況。
關于磨擦力的方向,小學數學與小學數學的描述是完全相同的,即磨擦力的方向總是與接觸面相切,跟物體相對運動的方向或則相對運動趨勢的方向相反!(注意這兒所謂的與接觸面相切,包括當兩個物體的接觸面是平面時,就順著該平面,若是平面跟曲面接觸,則為該曲面的切面,若是曲面跟曲面接觸,則順著兩個曲面的公切面。)
最難理解也最易出錯的就是“滑動磨擦力的方向與物體相對運動方向相反,靜磨擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反”。
這兒一定要認清楚的最關鍵的一點就是,“相對運動是哪些意思?究竟相對于誰,怎么判別相對運動的方向以及相對運動的趨勢方向”?多數錯事的中學生總是分辨不清楚“相對運動”與“運動”的區別!
所有易錯事的高中中學生們請記住以下這點:“相對運動(趨勢)是指受力物體相對于所接觸的物體的運動(趨勢),不一定是相對于地面的運動!磨擦力的方向與相對運動(趨勢)方向相反,而不是與運動方向相反!”
也就是說,以滑動磨擦力為例,滑動磨擦力的方向可以與運動方向相同、相反、成任意傾角!
另外,還要理解的一點是:“受到靜磨擦力的物體可能是運動的,例如傳送帶運送糧食;遭到滑動磨擦力的物體可能是靜止的,例如擦黑板時的黑板以及拖地時的地面!”
但是,朋友們之后碰到磨擦力不要立即就輕率的覺得磨擦力一定就是阻力,雖然磨擦力既可以作為動力,也可以作為阻力。例如人走路時、騎車時的驅動輪所受磨擦力,都是動力而非阻力。
通過以上剖析可知,磨擦力似乎在我們生活中司空見慣,并且在試題中卻常常具有“隱蔽性”、“不確定性”、“復雜性”!因而成為歷年高考數學題中的易錯題!
高中的朋友們試一試文中的三道有關磨擦力的習題吧,假如才能十分快速的做對摩擦力受力分析步驟,就說明你已把這塊熱學知識把握的不錯了。