吳典澤
摘 要:在我們高中物理的學(xué)習(xí)中,一個(gè)重要的難點(diǎn)就是摩擦力,這也是高考一直都愛考察的熱點(diǎn)。在我們對研究對象進(jìn)行受力分析時(shí),對物體所受摩擦力的分析讓我們感動(dòng)最為困難。這其中主要的原因有,第一是對于摩擦力的存在條件比較復(fù)雜;第二是對于摩擦力的方向不容易被判斷出來;第三是摩擦力的大小不是一個(gè)穩(wěn)定值。在我們對這部分內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候,我們要掌握以上三點(diǎn),再將平衡條件或者牛頓第二定律進(jìn)行參考,那么我就可以對摩擦力相關(guān)問題進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。
關(guān)鍵詞:高中物理;摩擦力;判斷依據(jù);大小
一、關(guān)于摩擦力的基本概念
1.所謂滑動(dòng)摩擦力,就是兩個(gè)互相接觸的物體并且相對滑動(dòng)式時(shí),那么它們的接觸面就會(huì)產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的摩擦力。2.兩個(gè)相互接觸的物體,處于靜止的狀態(tài)且有相對運(yùn)動(dòng)的趨勢,那么它們之間就會(huì)產(chǎn)生阻礙運(yùn)動(dòng)的力。3.兩個(gè)互相接觸物體所受滑動(dòng)摩擦力的大小與他們接觸面之間壓力大小呈正比關(guān)系4.對于摩擦力的方向,它是與物體間接觸的那面相切的,并且與物體運(yùn)動(dòng)方向或者運(yùn)動(dòng)趨勢相反。5.最大靜摩擦力是靜摩擦力存在的最大值。
二、對是否存在摩擦力的判斷
首先,判斷是否存在摩擦力,我們必須要了解關(guān)于摩擦力產(chǎn)生的三個(gè)條件:第一是物體之間是否有相互接觸或者擠壓;第二是物體間的接觸面是否是粗糙的;第三是物體之間是否有相對的運(yùn)動(dòng)或者相對運(yùn)動(dòng)的趨勢。如果沒有滿足上面的任何一個(gè)條件,那么說明不存在摩擦力,或者說摩擦力的大小為0。 下面舉例說明。
例:如下左圖所示,在一個(gè)光滑的斜面,一個(gè)物體M沿斜面滑下,請分析物體受力情況。
解析:對于這樣的題目我們經(jīng)常會(huì)由于粗心而犯錯(cuò)。在審題時(shí)要注意目中的光滑兩個(gè)字,這是一個(gè)光滑的物體,所以當(dāng)物體沿著它下滑時(shí),物體是不受摩擦力的作用的,所受的力如上圖右所示,只有重力和支持力。
例:如下圖所示,在水平傳送帶上放上了重500N的大米,二者勻速向右運(yùn)動(dòng),求大米所受摩擦力的大小。
解析:此題看似簡單,實(shí)則容易出錯(cuò)。在對此題進(jìn)行分析時(shí),我們要一步一步來。首先判斷米和傳送帶是否有動(dòng)摩擦力;其次判斷米和傳送帶間是否有靜摩擦力;根據(jù)二力平衡的概念,我們可以知道物體處于勻速狀態(tài)就是平衡狀態(tài)。在豎直方向,大米重力和所受支持力相互抵消,水平方向物體沒有受力,如果說受靜摩擦力作用,卻找不到與之平衡的力,所以是不存在摩擦力的。
三、利用平衡的條件求摩擦力大小
用二力平衡來判斷物體所受摩擦力的大小,其中關(guān)鍵的步驟是找出哪一個(gè)力與之是二力平衡的。我們可以通過以下步驟來分析:第一,對物體的狀態(tài)進(jìn)行判斷,看物體是否是平衡的,平衡狀態(tài)包括靜止?fàn)顟B(tài)和勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài);第二,在初中物理中,我們只學(xué)習(xí)了關(guān)于水平地面和豎直的墻面這兩種情況下摩擦力的大小,但是在這種情況下物體一般受兩組平衡力的作用,它們之間互不相關(guān),所以可以在下一步找出物體受到的所有力,判斷哪一個(gè)力與摩擦力同一直線,確定摩擦力的大小;第四,可以用合力知識對摩擦力大小進(jìn)行判斷。
四、對摩擦力方向進(jìn)行判斷
在上文已經(jīng)對摩擦力的定義作了一些闡述,我們知道,摩擦力一般是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。因此,關(guān)鍵的地方是判斷物體運(yùn)動(dòng)或有運(yùn)動(dòng)趨勢的方向。對摩擦力方向判斷步驟為:第一,對施力物體和受力物體進(jìn)行確定;第二,對受力物體相對于施力物體的運(yùn)動(dòng)方向進(jìn)行確定;第三,受力物體受到摩擦力的方向是和其運(yùn)動(dòng)方向相反。
五、對于非平衡狀態(tài)物體所受摩擦力大小
假如物體是處于一個(gè)非平衡的狀態(tài)下,那么物體受到的滑動(dòng)摩擦力與同一直線上的另一個(gè)力的大小就是不一樣的。對此時(shí)物體所受摩擦力進(jìn)行判斷,我們就要從影響滑動(dòng)摩擦力的因素下手,就是物體所受壓力,接觸面的粗糙程度入手。具體如下實(shí)例:
例:在水平地面自由靜止的物體,受到的摩擦力大小為多少?將水平向右5N大的推力施加在物體上,物體依然保持原來的狀態(tài),那么此時(shí)物體所受摩擦力為多大?將推力增大到10N,此時(shí)物體正好開始運(yùn)動(dòng),摩擦力此時(shí)為多大?
解析:對題目進(jìn)行分析,我們可以得到上面題目的答案是0N、5N、10N。第一問物體自由靜止在地面時(shí),受重力和支持力,所以沒有摩擦力。第二問物體此時(shí)雖然受到推力,但沒有運(yùn)動(dòng),所以受到靜摩擦力,與推力相等。第三題物體剛開始運(yùn)動(dòng),此時(shí)物體受滑動(dòng)摩擦力,等于10N。
六、結(jié)語
摩擦力存在于生活中的很多地方,而且它的表現(xiàn)方式也是各種各樣,我們沒有固定的公式來對它進(jìn)行求解。所以學(xué)習(xí)摩擦力時(shí),就要求我們對概念牢記在心,對題型仔細(xì)分析,才不會(huì)陷入困境,對于摩擦力的學(xué)習(xí)也會(huì)更加有效。
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