‘壹’ 求摩擦力的几种方法
判断摩擦力方向的几种方法
1.判断静摩擦力方向的四种方法
(1)由相对滑动趋势直接判断 因为静摩擦力的方向跟物体相对滑动趋势的方向相反,如果我们所研究的问题中,物体相对滑动的趋势很明显,就可以由相对滑动趋势直接判断.这是判断静摩擦力方向的基本方法。
(2)用假设法判断 所谓假设法就是先假设接触面光滑,以确定两物体的相对滑动趋势的方向,从而确定静摩擦力的方向。
(3)由运动状态判断 有些静摩擦力的方向与物体的运动状态紧密相关,可以由物体的运动状态来判断物体所受静 摩擦力的方向
(4)用牛顿第三定律判断 由以上三种方法先确定受力比较简单的物体所受静摩擦力方向,再由牛顿第三定律确定另一物体所受静摩擦力方向.
2.滑动摩擦力的方向可由相对运动方向确定或牛顿第二定律确定
关于摩擦力理解的“7 个”误区
1.认为“摩擦力一定和物体运动方向相反” 滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反,而不一定与物体的实际运动方向相反。
2.认为“静止的物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受到滑动摩擦力” 摩擦力发生在相互接触并挤压的两个接触表面不光滑的物体之间.如果该物体之间存在相对运动,则有相互的滑动摩擦力;如果这两个物体相对静止,并存在相对运动趋势,则物体间有相互的静摩擦力.
3.认为“ f =uF中的 F 就等于物体所受的重力” 压力是根据作用效果命名的一种力,其方向总与接触面垂直并指向受力物体,即属于弹力.重力方向始终是竖直向下的。一般情况下两者不会相等,只有一些特殊情况时才会相等.
4.认为“摩擦力总是阻力” 摩擦力的作用效果是阻碍物体问的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体问的相对运动趋势(静摩擦力),但不一定阻碍物体间的实际运动.摩擦力可以是阻力,也可以是动力.
5.认为“压力越大,摩擦力越大” 由公式 f =uF 可知,滑动摩擦力与压力成正比,压力越大,滑动摩擦力越大;最大静摩擦力也与压力成正比但静摩擦力的大小应根据物体的实际运动状态利用平衡条件或牛顿运动定律来确定。
6.认为“一个物体在一个接触面上可以同时受几个摩擦力的作用” 相互接触的两个物体问有相对运动或相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动的摩擦力,方向与物体的相对运动或相对运动趋势方向相反,即针对具体的物理问题,摩擦力是唯一的。
7.认为“摩擦力是不变的” 摩擦力产生于两个相互接触、有弹力且存在相对运动或相对运动趋势的物体之间,当两物体间弹力大小改变,会引起摩擦力大小改变,甚至引起摩擦力“有无”的改变;当外力改变时,物体间相对运动或相对运动趋势方向发生变化,还会引起摩擦力的方向改变。
‘贰’ 高中物理如何有效地判断摩擦力的方向和大小
摩擦力方向的判断,对中学生而言,似乎是一个永远的难题,怎样正确而有效的判断摩擦力的方向呢?
一、在摩擦力的定义:“相互接触的物体之间,由于发生相对运动或相对运动的趋势而产生的阻碍物体间相对运动或相对运动趋势的力,叫摩擦力。”中,已明确地指明了摩擦力的方向——摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动的趋势——摩擦力的方向总是跟物体间的相对运动方向或相对运动的趋势方向相反——相对、相反。
二、教给学生一个简单实用、不易出错的判断摩擦力方向的方法——一个有效的“笨”方法:
1、先利用“条件法”(产生摩擦力的条件是:①两个物体相互接触,②两物体的接触面之间存在弹力,③接触面不光滑,④两物体间有相对运动或相对运动的趋势。)、“假设法”等方法判定摩擦力是否存在。若两物体间存在摩擦力,则:
2、不要以第三者为参考系,判断出两物体间的相对运动方向或相对运动的趋势方向,进而判断出相应的滑动摩擦力或静摩擦力的方向。具体地说就是:甲乙两物体间存在摩擦,要判断甲所受到的磨擦力的方向,①以乙(施力物体)为参考系,判断甲(受力物体)的运动方向或运动趋势方向;②甲所受摩擦力的方向即与此方向相反;③注意,不要以第三个物体为参考系,特别是对皮带传动这类问题,如果以第三者为参考系,极易出错。要判断乙所受摩擦力的方向,方法亦然。
3、应用举例
例1:如图一,棒子靠墙。
解析:墙和地分别与棒的上、下而端有摩擦,判断棒所受的摩擦力,分别以墙和地为参考系,判断棒的上端和下端相对于墙和地的运动趋势方向,从而判断出棒的上、下端所受静摩擦力方向分别向上和向左。
例2、如图二,水平传送带沿顺时针方向以速度V匀速运动,将一物体A轻放到传送带上,A受摩擦力方向如何?
解析:A刚放上的传送带时,以传送带为参考系,A向左运动,所以A受到向右的滑动磨擦力。以后,A可能一直受此摩擦力作用面向右作匀加速直线运动直至离开传送带;也可能先受此摩擦力作用而向右匀加速,当A与传送带同速后,不再受到摩擦力作用。
例3:倾斜传送带沿顺时针方向匀速运动,在其下端轻放一物块A,则A受摩擦力方向如何?(如图三):
解析:A刚放上传送带时,以传送带为参考系,A沿斜面向下运动,所以A受到沿斜面向上的滑动摩擦力。以后,若此摩擦力大于A受重力的下滑分力,则A将沿斜面向上匀加速,可能是一直匀加速直至离开传送带;也可能当A与传送带同速后,A与传送带相对静止,但由于A所受重力作用其下滑分力使A相对于传送带产生沿斜面下滑的趋势,传送带对A施加沿斜面向上的静摩擦力作用,此静摩擦擦力与A所受重力的下滑分力相平衡。
例4:如图四,倾斜传送带沿逆时针方向匀速运动,在其上端轻放一物块A,则A受摩擦力方向为何?(传送带足够长)
解析:A刚放上传送带时,以传送带为参考系,A沿斜面向上运动,所以A受到沿斜面向下的滑动摩擦力,以后,A在此滑动摩擦力和重力的下滑分力共同作用下沿斜面向下匀加速,(此滑动摩擦力与重力的下滑分力之和产生加速度)当A与传送带同速后,①若μ≥tmθ(θ——传送带与水平面间夹角,μ——物块与传送带间的动摩擦因数)A与传送带相对静止,由于重力的下滑分力使A相对于传送带有沿斜面下滑的趋势,传送带对A施加沿斜面向上的静摩擦力,(与重力的下滑分力平衡);②若μ<tmθ,以传送带为参考系,A沿斜面向下运动,传送带对A施加沿斜面向上的滑动摩擦力,A在此滑动摩擦力和重力的下滑分力共同作用下继续沿斜面向下匀加速,只是此时的加速小于刚开始时的加速度(此时的加速度由重力的下滑分力与滑动摩擦力之差产生)。