高中物理之摩擦力分析之動(dòng)摩擦力和靜摩擦力概念和解析
摩擦力在高中物理的力學(xué)分析中占有重要的地位，如何判斷摩擦力的方向和大小是高中學(xué)生必須掌握的知識(shí)點(diǎn)。下面我們通過(guò)從理論到實(shí)踐的過(guò)程來(lái)講述如何熟練掌握這個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)。
首先，我們要搞清楚摩擦力的概念和定義。摩擦力可以分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力。
滑動(dòng)摩擦力
定義： 滑動(dòng)摩擦力是一個(gè)物體相對(duì)另一個(gè)物體滑動(dòng)時(shí)，接觸面間的摩擦力。
產(chǎn)生的條件：
兩物體相互接觸
有相互擠壓的彈力，
發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)
方向： 滑動(dòng)摩擦力的方向總與物體相對(duì)滑動(dòng)方向相反，與接觸面相切。這里一定要理解是相對(duì)滑動(dòng)方向，而不是所謂的絕對(duì)滑動(dòng)方向。
大小： 它是與接觸面的材料與粗糙程度有關(guān)，與兩表面之間的壓力FN成正比，公式為 其中為滑動(dòng)摩擦力，u為滑動(dòng)摩擦系數(shù)
靜摩擦力
定義： 靜摩擦力是一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上雖然靜止，但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，收到的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的力。
產(chǎn)生的條件：
兩物體相互接觸
有相互擠壓的彈力，
有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)
方向： 滑動(dòng)摩擦力的方向總與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，與接觸面相切。
大?。?它隨著驅(qū)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)的外力增大而增大，但是存在最大值，這個(gè)最大的值稱為最大靜摩擦力。
通過(guò)以上的對(duì)于摩擦力的分析，大家可以看出，滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力有相同點(diǎn)和不同點(diǎn)。這里需要強(qiáng)調(diào)和注意的是，滑動(dòng)摩擦力的大小取決于兩物體間的壓力和動(dòng)摩擦系數(shù)，即，但是靜摩擦力的大小不取決于兩物體間的壓力，而往往根據(jù)物體沿接觸面方向的受力平衡關(guān)系來(lái)確定靜摩擦力的大小。
下面根據(jù)一個(gè)例子來(lái)鞏固以上滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的定義和概念。
有一木塊放在水平桌面上，在水平方向上，共受到三個(gè)力的作用和摩擦力，模塊處于平衡狀態(tài)。其中。若撤去力則木塊所受的摩擦力會(huì)如何變化。如圖一
解答： 對(duì)于這個(gè)題目，最重要的是搞清楚題目中所出現(xiàn)的平衡狀態(tài)。當(dāng)我們?cè)谖锢碇刑岬狡胶鉅顟B(tài)的時(shí)候，它指的有兩種情況，靜止或者勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。那么對(duì)于摩擦力來(lái)說(shuō)，這兩種狀態(tài)就對(duì)應(yīng)著兩種摩擦力，靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力。
若木塊處于靜止?fàn)顟B(tài)： ? ? ?木塊受到靜摩擦力。由于受力平衡，可以設(shè)靜摩擦力大小為f,方向向右（若最終計(jì)算結(jié)果為正，則所設(shè)方向正確，方向向右；若最終計(jì)算結(jié)果為負(fù)，則所設(shè)方向錯(cuò)誤，方向向左），則F1+f=F2, 解得f=-6N. 此時(shí)靜摩擦力大小為6N，方向假設(shè)錯(cuò)誤，所以方向向左，和F2方向相同。這時(shí)候我們知道最大靜摩擦力至少為6N。如圖二
當(dāng)撤掉F1時(shí)，水平方向上受兩個(gè)力，同上，設(shè)f方向向右，則f=F2=1N，小于6N,所以它仍然是靜止?fàn)顟B(tài)，所受靜摩擦力為大小1N, 方向向右，即與F2方向相反。
若木塊處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：木塊受到滑動(dòng)摩擦力。由于F1>F2,所以物體是向右滑動(dòng)的，所以滑動(dòng)摩擦力的方向是和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相反，則它的方向向左。F滑+F2=F1, ? ? ?所以F滑=6N。
當(dāng)撤去F1時(shí)，由于木塊與水平間的壓力沒有變，動(dòng)摩擦因素沒有變，而且物體滑動(dòng)方向也沒有變，所以滑動(dòng)摩擦力的大小和方向也沒有變，仍然為6N, 方向仍然向左。
總結(jié)：從上述解答可以看出，滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的大小決定因素是完全不同的?；瑒?dòng)摩擦力取決于接觸面間相互擠壓的壓力，但靜摩擦力則取決于沿接觸面方向的合力。滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，靜摩擦力方向與物體所受其他力沿表面的合力方向相反。
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