認(rèn)識摩擦力

在我們?nèi)粘Ｉ钪?，摩擦力是一種常見的現(xiàn)象，拿在手中的毛筆、筷子不會滑落，就是摩擦力作用的結(jié)果。皮帶運輸機(jī)是靠貨物與傳送皮帶之間的靜摩擦力，把貨物送往別的地方。行駛的汽車遇到情況采取措施急剎車，也是靠摩擦力的作用。一、摩擦力產(chǎn)生的條件 1、摩擦力產(chǎn)生的條件：①兩物體接觸;②接觸面粗糙;③兩物體相互擠壓(即兩物體間存在彈力);④兩物體有相對運動或相對運動的趨勢。 2、如何判...更多

一、摩擦力的相關(guān)知識

要想研究摩擦力的方向問題，必須對摩擦力的相關(guān)問題有全面的了解和系統(tǒng)的認(rèn)識。首先，要知道摩擦力識如何產(chǎn)生的;其次，對摩擦力的分類進(jìn)行掌握;進(jìn)而，才能了解摩擦力的方向以及如何正確的判斷其方向。

1、摩擦力的產(chǎn)生

摩擦力的產(chǎn)生原因是，存在兩個物體而且之間有所接觸，并在接觸過程中產(chǎn)生擠壓;兩個物體的表面粗糙;兩個物體之間存在相對運動或者存在具有相對運動的趨勢。摩擦力的產(chǎn)生需要滿足上述三個條件，并且這三個條件是產(chǎn)生摩擦力的充分必要條件，這三個條件缺一不可，而且三者之間還相互制約。但是這三個條件是摩擦力產(chǎn)生的宏觀條件，關(guān)于摩擦力產(chǎn)生的具體的微觀機(jī)理、以及性質(zhì)，在物理學(xué)術(shù)界依然存在爭論，還需要更細(xì)致更深入的研究。

2、摩擦力的分類

在物理學(xué)中，依據(jù)物體運動所產(chǎn)生的效果不同，將摩擦力進(jìn)行了分類：一種是滑動摩擦力，一種是靜摩擦力，一種是滾動摩擦。

滑動摩擦力就是指當(dāng)兩個物體之間產(chǎn)生相對滑動運動時而形成的阻礙它們相對運動的力，物理學(xué)中稱這種力為滑動摩擦力?；瑒幽Σ亮Φ墓绞莊=μFN(其中，μ代表的是物體的性質(zhì)、干濕程度及粗糙程度等相關(guān)因數(shù)有關(guān)的因數(shù)，F(xiàn)N代表的是兩個物體在接觸面上產(chǎn)生的法向正壓力)，滑動摩擦力和兩個物體之間的相對運動速度是沒有關(guān)系的，就是說無論相對運動速度在數(shù)值上有什么變化，滑動摩擦力的大小也不會發(fā)生不變。滑動摩擦力的大小同兩個物體之間的接觸面積數(shù)值也沒有關(guān)系，就是接觸面積的大小對摩擦力的計算也沒有影響。

靜摩擦力就是指在兩個物體之間存在相對運動的運動趨勢時所產(chǎn)生的一種阻礙其相對運動的力，靜摩擦力可以是一種被動力也可以是一種主動力。靜摩擦力容易讓人誤以為是只有物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時才會產(chǎn)生靜摩擦力，但實際情況是當(dāng)兩個物體發(fā)生勻速運動或者是產(chǎn)生變速運動時依然會產(chǎn)生靜摩擦力。比如：兩個木塊被疊放在一起，當(dāng)兩者受到同一種外力作用，并且沿著固定斜面用同樣的速度勻速滑動的兩個木塊之間所生成的摩擦力就是靜摩擦力。如果兩個木塊用同樣的加速度一同沿著斜面進(jìn)行向上的運動時，兩個木塊之間依然保持著相對靜止?fàn)顟B(tài)，產(chǎn)生的依然是靜摩擦力。

滾動摩擦力就是指一種相對主動的力，這種摩擦力的產(chǎn)生是當(dāng)一個物體在其它物體的表面進(jìn)行滾動，并且在滾動時產(chǎn)生了一種阻礙兩個物體進(jìn)行相對運動的力，我們也可以認(rèn)為滾動摩擦力是靜摩擦力的一種變形，通常在相同正壓力的情況下，滾動摩擦力的大小是滑動摩擦力的1/6-1/8。

二、摩擦力有無的判斷

物體到底受不受摩擦力，要根據(jù)摩擦力產(chǎn)生的條件來判斷，摩擦力產(chǎn)生的條件有以下幾點：

①物體要相互接觸，并相互擠壓(即相互間有彈力產(chǎn)生);

②接觸面不光滑;

③物體間要有相對運動或相對運動趨勢。

只有同時具備以上三個條件的物體，才會受到摩擦力的作用，只具備一個或兩個條件，物體都不可能受到摩擦力的作用。

物體與豎直墻壁相接觸（如上圖），并在豎直方向力F的作用下勻速上升，這時的物體就不會受到摩擦力的作用，雖然滿足第二和第三兩個條件，但不完全滿足第一個條件，物體與豎直墻壁之間沒有相互擠壓，即物體與豎直墻壁之間沒有彈力，所以物體不會受到摩擦力的作用。

物體處于光滑的水平面上（如上圖），在水平力F的作用下，沿水平面向右加速運動，這時物體也不受到摩擦力的作用，因它不滿足第2個條件。

物體處于斜面上（如上圖），受到繩沿斜面向上的拉力而處于靜止?fàn)顟B(tài)，這時物體也不受摩擦力作用，雖然滿足第一、第二兩個條件，但不滿足第三個條件，沒有相對運動或相對運動趨勢。

三、摩擦力方向的判定方法

關(guān)于摩擦力產(chǎn)生的情況各有不同，因此在對摩擦力的方向進(jìn)行判斷時，可以通過不同的方法。

1、根據(jù)定義法

根據(jù)定義法對摩擦力的方向進(jìn)行判斷是相對來說比較簡單而且直觀的判定方法。依據(jù)摩擦力的定義我們可以知道，摩擦力的方向就是兩個物體中，以一個物體為參照，與它進(jìn)行相對運動的或者是與其發(fā)生相對運動趨勢的物體的相反方向就是摩擦力方向，依據(jù)定義法我們可以通過分析物體所受到的外在作用力的狀況對摩擦力的方向進(jìn)行判定。

2、運用平衡法

運用平衡法對摩擦力的方向進(jìn)行判定，這種方法主要討論的是兩個物體處于平衡條件下，并且每個物體的受力需要符合平衡條件。從而我們具體研究和分析物體可能出現(xiàn)的受力情況，規(guī)避并除去與平衡原理有出入或相背離的情況，進(jìn)而對摩擦力的方向進(jìn)行確定。

3、根據(jù)力的作用效果進(jìn)行判斷

在物理學(xué)的教科書上，對摩擦力方向的定義指出，摩擦力方向是與兩個物體之間產(chǎn)生的相對運動或者兩個物體之間產(chǎn)生的相對運動趨勢的方向相反。對摩擦力方向用定義法比較簡單，但是在實際運用中，還是存在問題。但是運用力的效果來判斷摩擦力的方向要實用很多。例如：將一個物體放置在一個水平運動的圓盤上，物體隨著圓盤一起進(jìn)行逆時針的轉(zhuǎn)動，求物體所受到的摩擦力方向。在解決這個問題中，可以運用力的作用效果進(jìn)行判斷?？紤]到物體進(jìn)行圓周運動，會受到向心力的作用，而此時的向心力就是由摩擦力提供的。