磨擦力大小的估算(一)要點(diǎn)再確定磨擦力的大小之前,判明發(fā)生的是靜磨擦,還是滑動(dòng)磨擦力,由于這兩種磨擦力的估算方式不一樣。1)若是滑動(dòng)磨擦,可用公式f=uN來估算,公式中N指接觸面的壓力,并不一定等于物體的重力。2)若是靜磨擦,只能依據(jù)物體的所出的狀態(tài)來求解(平衡或加速),若為平衡,則借助平衡條件列多項(xiàng)式求解;若為勻加速運(yùn)動(dòng),則用牛頓第二定理求解。其大小捉摸不定,完全由其他力決定計(jì)算摩擦力大小的方法,所以要解決好靜磨擦力大小的問題,首先要弄清楚其他力的情況。靜磨擦力的最大值叫最大靜磨擦力fm,當(dāng)F外>fm時(shí),物體由靜磨擦轉(zhuǎn)變?yōu)榛瑒?dòng)磨擦。注意:不能絕對(duì)的說靜止的物體遭到的磨擦必為靜磨擦力。運(yùn)動(dòng)著的物體遭到的磨擦力必為滑動(dòng)磨擦力。正確的理解應(yīng)為,靜磨擦力是保持相對(duì)靜止的兩物體之間的磨擦力,受靜磨擦力的物體不一定靜止,如傳送帶裝置。滑動(dòng)磨擦力是具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)物體之間的磨擦力計(jì)算摩擦力大小的方法,受滑動(dòng)磨擦力的兩個(gè)物體不一定都運(yùn)動(dòng)。(二)基本訓(xùn)練題1)關(guān)于由滑動(dòng)磨擦力公式推出的u=f/N,下邊說法正確的是:A.滑動(dòng)磨擦系數(shù)u與磨擦力f成反比,f越大,u越大。B.滑動(dòng)磨擦系數(shù)u與磨擦力N成正比,N越大,u越小。C.u與f成反比,與N成正比D.u的大小由兩物體間接觸面的情況及其材料決定。
2)用手施水平力將物體壓在豎直的墻面上,這時(shí):A.物體假如靜止,壓力越大,物體所受的磨擦力加強(qiáng)B.物體假如靜止,壓力降低,物體所受的磨擦力降低C.物體假如靜止,則物體所受磨擦力為栽植,與力大小無關(guān)D.假若物體靜止,減小物體重量,物體所受的磨擦力仍不變。3)如圖1,一鐵塊置于水平面上,在水平方向共遭到三個(gè)力即F1=10N,F2=2N和磨擦力的作用,鐵塊處于靜止?fàn)顟B(tài),若撤掉F1,則鐵塊在水平方向遭到的合力為()。(三)典型例題【例】在粗糙的水平面上放一物體A,A上再放一質(zhì)量為m的B物體,A、B之間的滑動(dòng)磨擦系數(shù)為u,如圖2,施加一水平力F于A,估算下述情況下A對(duì)B的磨擦力的大小。1)當(dāng)A,B一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),2)當(dāng)A,B一起以加速a往右勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí),3)當(dāng)F足夠大,使A,B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí),4)當(dāng)A,B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),且物體的1/5長伸到A的外邊時(shí)。【分析和解答】1)由于A,B往右勻速運(yùn)動(dòng),因而對(duì)B來說和外力為零,所以B遭到的磨擦力為零。2)由于A,B無相對(duì)滑動(dòng),所以B遭到的磨擦力是靜磨擦力,此時(shí)還不能用滑動(dòng)磨擦力公式f=uN來求解,用牛頓第二定理對(duì)物體B剖析:F合=ma,得f=ma.3)因A,B發(fā)生相對(duì)滑動(dòng),所以B遭到的磨擦力是滑動(dòng)磨擦力,所以f=uN=umg4)由于滑動(dòng)磨擦力的大小與物體間的接觸面積大小無關(guān),所以:f=umg由上可知,估算磨擦力首先要判定是靜磨擦還是滑動(dòng)磨擦。
(四)反饋訓(xùn)練題1)把一重為G的物體用一個(gè)水平力F=kt(k為恒量,t為時(shí)間)壓在豎直的足夠高的平整的墻壁,則從t=0開始物體所受的磨擦力f的大小隨時(shí)間t變化的關(guān)系是圖3中的哪一個(gè)?2)如圖4所示,小物體m置于質(zhì)量為M的物體上,M細(xì)在固定在O點(diǎn)的水平彈簧的一端且放在光滑的水平面上,彈簧的執(zhí)拗系數(shù)k,將M往右拉離平衡位置x,之后無初速釋放,在之后的運(yùn)動(dòng)過程中,M和m保持相對(duì)靜止,這么m在運(yùn)動(dòng)過程中遭到的最小磨擦力為(),最大磨擦力為()3)如圖5所示,甲、乙、丙三個(gè)物體,質(zhì)量相同,遭到三個(gè)大小相同的斥力F。它們?cè)獾降哪ゲ亮Φ拇笮£P(guān)系是:A.兩者相同,B.乙最大C.丙最大D.已知條件不夠,難以判定隨最大
