摩擦力大小及方向的判断
摩擦力大小及方向的判断
摩擦力大小及方向的判断西峡二高 0816班王峰指导教师袁卫国在摩擦力的学习中,有下列三个问题是同学们不易弄清的:①怎样判断物体是否受到摩擦力作用;②怎样确定物体所受摩擦力的方向;③怎样计算物体所受摩擦力的大小。
1.正确理解产生摩擦力的条件要正确分析出物体是否受摩擦力作用,就必须全面认识产生摩擦力的条件。
产生摩擦力的条件有三:①粗糙接触面。
摩擦力是接触力,它只能产生在两相互接触、表面粗糙的物体之间。
在理想情况下,若认为接触面“光滑”,则不考虑摩擦力的存在。
②正压力的存在。
正压力的存在是产生摩擦力的前提。
如果两相互接触的物体之间无挤压作用,则接触面上的摩擦力也将为零。
有些同学认为压力与物体所受重力大小相等,这是极其错误的。
在不同的物理情景中,正压力的产生原因是不同的。
③物体之间存在相对运动或相对运动趋势。
在分析物体是否受摩擦力作用时,应考虑被研究的物体相对于与之接触的物体有无相对滑动或有无相对运动的趋势。
[注:所谓“相对运动趋势”的方向是指两个相互接触的物体之间,假如没有摩擦力作用时,将要发生相对滑动的方向。
]例如:擦黑板时,黑板处于静止状态,但它相对于黑板擦发生了相对运动,因而黑板将受到滑动摩擦力作用。
产生摩擦力的三个条件缺一不可。
物体间不接触,谈不到摩擦力;接触面“光滑”,不计摩擦力;粗糙接触的物体间有相互挤压但没有相对运动或相对运动趋势,不会产生摩擦力;有相对运动或相对运动趋势,但接触面间无压力存在,接触面上摩擦力也将为零。
2.正确应用摩擦力的计算公式在物理问题的求解中,一些同学不能对问题作具体的分析与思考,而是生搬硬套、盲目乱用公式,从而造成求解错误。
在对摩擦力的计算中就常犯这类错误。
在求解摩擦力大小之前,必须首先分析物体的运动状态,判别是滑动摩擦还是静摩擦。
对于静摩擦,静摩擦力的大小取决于物体的受力情况和运动情况,随外界其它因素的变化而变化,静摩擦力大小的取值范围为 fm>(或=)f静>(或=)0 ,具体数值只能根据物体所处的状态,由力的平衡知识或牛顿运动定律求解。
摩擦力的方向和物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反
趋势相反:如果说一个物体在一个力F1的作用下能沿地面匀速运动,则产生的摩擦力就是滑动摩擦力f1,滑动摩擦力大小也就等于拉力的大小即F1=f1,摩擦力方向与物体运动方向相反。
运动方向相同:1.人爬杆时,人的手与杆的间有摩擦,人的手受到的摩擦力的方向是"竖直向上"{分析:很容易误认为摩擦力的方向与物体间相对运动方向相反即是与运动方向相反,阻碍相对运动所以是运动的阻力。
正确的分析应是:走路时脚向后蹬地,相对运动方向为向后,摩擦力阻碍这种相对运动,因此相对运动向前,与人运动方向一致,是人前进的动力。
2.人走路时,脚受到地面间的摩擦力的方向是"向前 "是人前进的 "动力"{分析:如果按照摩擦力的方向总是与运动方向相反来推算,应该是向下就错了,因为人爬杆时,由于重力的作用使身体相对杆有向下滑的的趋势,这时人受到来自杆的向上的静摩擦力,阻碍身体下滑。
所以摩擦力的方向与人向上爬的方向相同与重力的方向相反即竖直向上。
所以我们不能把摩擦力方向理解为必定与运动方向相反,也就是说摩擦力有时阻碍运动,有时有利运动,但无论哪种情况都必有相对运动或相对运动趋势。
学习摩擦力时存在的几个误区摩擦力是高中物理力学部分的一个重要概念,是学生学习的一个难点。
在学习过程中,很多学生因对摩擦力的产生条件、作用效果以及大小的计算方法理解不够而使学习进入误区,下面列举几例,以期对学生学习这部分知识有所帮助。
误区一相互接触的物体间只要有相对运动或相对运动趋势,就有摩擦力产生。
正确认识产生的摩擦力条件可归纳为:①两物体必须接触;②接触面粗糙;③接触面间有弹力存在;④两物体向有相对运动或相对运动趋势。
这四个条件是紧密相联的、缺少其中任意一个条件都不能产生摩擦力。
在分析物体受摩擦力时,要根据产生摩擦力的条件全盘考虑。
例1:物体m在水平力F的作用下被压在竖直的粗糙的墙壁上静止不动,物体是否受摩擦力作用当F撤去后,物体M下落时是否受摩擦力作用(不计空气阻力)解析:物体被压在墙壁上静止不动,物体与墙壁间有弹力;物体有向下运动的趋势;依据产生的摩擦力条件可知物体受到竖直向上的静摩擦力作用。
摩擦力判断方法
摩擦力判断方法
摩擦力是一种阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力。
判断摩擦力的方向或性质,可以遵循以下步骤:
1. 找出摩擦力的施力物体。
2. 选择此施力物体为参照物。
3. 判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向。
4. 用“相反”确定摩擦力的方向。
此外,还可以使用假设法进行判断,即先假设接触面光滑,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。
也可以由物体的运动状态来判断物体所受的静摩擦力的方向。
摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力。
当物体受到外力作用却不运动的时候受到的摩擦力就是静摩擦力,静摩擦力有一个极限,叫做最大静摩擦力。
而动摩擦力则与正压力成正比,与接触物体的粗糙程度有关。
请注意,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,不决定于物体的实际运动方向。
另外,静止的物体可以受到滑动摩擦力,运动物体也可能受到静摩擦力。
在理解这些基本概念和判断方法后,就可以更好地理解和分析涉及摩擦力的物理现象和问题。
摩擦力方向判断技巧
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例题
1.下列关于摩擦力的说 中正确的是:(CD )
A.阻碍物体运动的力称为摩擦力 B.滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反 C.静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直 D.接触面上的摩擦力总是与接触面平行
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例题
例2:长直木板的上表面的一端放置一个铁块,木板放置在水平面上, 将放置铁块的一端由水平位置缓慢地向上抬起,木板另一端相对水 平面的位置保持不变,如图1.2-3所示.铁块受到摩擦力f木板倾角 变化的图线可能正确的是(设最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力
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误区之六
由F=μN计算时,认为正压力FN的大小等 于物体所受的重力
解决办法2:正确理解:公式F=μN。滑动摩擦力与正压 力成正比,正压力越大,滑动摩擦力越大;最大静摩擦力也是 与正压力成正比,但静摩擦力则由平衡条件和牛顿运动定律来 确定。
例题简析2:用手紧握瓶子等物体,使其在空中处于静止 状态,则手与瓶子等物体间的静摩擦力大小总等于物体重力的 大小,与正压力无关。
初中物理 摩擦力方向和大小的判断
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物理学中“物体的受力分析”是物理学中的 难点,在三种性质的力中,“弹力”、“摩 擦力”属于中高考热点,而摩擦力大小的计 算和方向的判断是每年中高考必考内容之一, 在学习摩擦力中容易出现的思维误区,如何 避免陷入这些误区呢?
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误区之一
摩擦力的方向总与物体的运动方向相反
可能受到静摩擦力。”
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误区之四
静止物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受 到滑动摩擦力
例题简析:如图4,两物体A,B叠放在粗糙斜面上,用 力F拉着B,使物体A,B一起无相对运动地沿斜面向上运动。 此时,A具有相对B向下运动的趋势,所以A,B之间总存在着 相互作用的静摩擦力,而物体B相对斜面滑动,静止的斜面又 受滑动摩擦力作用。可见,静止的物体不一定只受静摩擦力, 运动的物体也不一定只受滑动摩擦力。
摩擦力的方向如何判断
摩擦力的方向判断,是高中物理知识的一个难点。
对于刚接触高中物理的高一新生来说,在学习这部分内容时,更感到困难。
在教材中,也仅仅只有抽象的一句话:摩擦力的方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反,至于如何理解和应用,学生也摸不着头脑。
其实要克服这个难点,只要掌握几个关键步骤,就迎刃而解了。
1、滑动摩擦力的方向判断要判断滑动摩擦力的方向,就先得区分运动方向和相对运动方向这两个概念。
物体的运动方向是相对于地面而言的,而物体的相对运动方向是相对于和它接触的物体而言的。
清楚了这两个概念,对我们的判断就更加清晰了。
例1:如图1,传送带匀速顺时针转动,物体以初速度为0到的摩擦力的方向。
错解:物体放在传送带时后,将在滑动摩擦力的带动下相对地面向右运动,则物体受到的图1摩擦力方向向左。
错解分析:物体向右运动是对的,(以地面为参考系)但物体相对传送带的方向是向左的,(而不打算相对地面,与地面无任何关系)所以受到的摩擦力的方向是向右的。
错误的原因是错把运动方向当成了相对运动方向。
根据以上分析,我们欲判断滑动摩擦力的方向,应该明确以下几个方面:(1)应该明确受力物体和施力物体。
(2)明确受力物体相对施力物体的相对运动方向,而不是受力物体相对地面或其他的参考系,这点是非常重要的。
因为摩擦力是发生在受力物体施力物体之间,与任何其他物体无关,这是学生常犯的错误,尤其老是以地为参考系,判断物体相对于地面的方向。
(3)摩擦力的方向和第二步判断出的相对运动的方向相反。
其中(2)应该是最重要的一步,当然也是最难的一步。
如上例,学生就是在这点上常犯错误。
2、静摩擦力的方向判断对于静摩擦力,判断的方法仍然遵守上面的三个步骤,只是判断相对运动方向改为判断相对运动趋势方向。
当然,对静摩擦力,判断相对运动趋势的方向比较难,我们可以用假设法。
假设法,就是假设物体之间没有摩擦力,看物体之间将要发生的相对运动,那么这个相对运动方向也就是我们要找的相对运动趋势方向。
如何在动态相对滑动和相对静止中判断摩擦力的方向
如何在动态相对滑动和相对静止中判断摩擦力的
方向
在动态相对滑动和相对静止中,摩擦力的方向可以通过考虑两个物体之间的相对运动状态来判断。
1. 动态相对滑动:
•当两个物体之间的相对运动是动态滑动时,摩擦力的方向与相对运动的方向相反。
这意味着摩擦力的方向会阻止滑动或减缓其速度。
•例如,如果一个物体沿着水平表面向右滑动,摩擦力将指向左边,试图阻止或减缓其滑动。
2. 相对静止:
•当两个物体之间的相对运动是相对静止时,摩擦力的方向可以有两种情况:
•如果外力尚未达到足够大小以克服静摩擦力,摩擦力的方向与预期的运动方向相反,试图阻止物体之间的运动。
•一旦外力达到了克服静摩擦力的大小,摩擦力的方向将与外力方向相反,试图阻止物体之间的相对运动。
综上所述,在动态相对滑动中,摩擦力方向与相对运动方向相反;在相对静止中,摩擦力方向取决于外力是否已经克服了静摩擦力。
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如何判断静摩擦力的方向与大小?
如何计算摩擦力的大小和判断摩擦力的方向?本报记者李位华高中物理教学中“物体的受力分析”是物理学中的难点,在三种性质的力中,“弹力”、“摩擦力”属于高考热点,而摩擦力大小的计算和方向的判断是每年高考必考内容之一,对物体的受力分析恰恰又是高一学生学习的难点。
为此,遵义市桐梓县木瓜中学的江君权老师结合自己多年的教学经验总结出学生在学习摩擦力中容易出现的思维误区,并提出避免陷入这些误区的办法供同学们参考:误区之一:摩擦力的方向总与物体的运动方向相反解决办法:正确理解“摩擦力的方向总与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反”中的“相对运动”。
相互作用的物体,把其中一个作为参考系,另一个作为研究对象,则研究对象相对于该参考系的运动,即为“相对运动”。
例题简析:如图1,在光滑水平面上有一静止的长木板B,另一木块A以一定的初速度v滑上表面粗糙的长木板,此时木块A受到的摩擦力与其运动方向(相对地面)相反,而木板B受到的摩擦力则与其运动方向(相对地面)相同。
但二者受到的摩擦力均与其相对运动(以相互作用的另一物体为参考系)方向相反。
误区之二:摩擦力的方向总是与物体的运动方向在同一条直线上解决办法:正确理解“摩擦力的方向沿两个物体的接触面的切线方向,且与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反,但不一定与物体的运动方向在同一条直线上。
”例题简析:如图2,一小物块放在水平粗糙圆盘上,与圆盘一起做匀速转动,物块相对圆盘具有沿径向向外运动的趋势,所以物块所受的静摩擦力方向沿径向指向转轴,即物块所需的向心力。
显然,物块所受的摩擦力(沿沿径)与物块运动方向(沿切向)不在同一条直线上。
误区之三:摩擦力总是阻力,或者说总是阻碍物体的运动解决办法:正确理解“摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体间的相对运动趋势(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。
”例题简析:如图1中木块A受到的摩擦力为阻力,而木板受到的摩擦力为动力。
高中物理:滑动摩擦力的方向判断及大小计算
高中物理:滑动摩擦力的方向判断及大小计算[探究导入](1)用力将黑板擦(毛较长)在黑板上滑动,观察毛刷的弯曲方向.如图所示,毛刷为什么向后弯曲?提示:因为毛刷所受滑动摩擦力的方向沿板面,与黑板擦运动方向相反.(2)把手按在桌面上,用力向前滑动,手有什么感觉?增大手与桌面的压力,感觉有什么不同?这说明什么?提示:手受到向后的阻力(滑动摩擦力).感觉手受到向后的阻力(滑动摩擦力)增大.滑动摩擦力大小随着压力的增大而增大.1.滑动摩擦力产生的条件(1)两物体相互接触挤压.(2)物体间的接触面不光滑.(3)两物体间存在相对运动.2.滑动摩擦力的方向(1)在接触面上,与接触面相切,且与物体相对运动的方向相反.(2)与物体的运动方向可能相同,也可能相反.3.滑动摩擦力的大小(1)公式法:根据公式f=μN计算.①正压力N是物体与接触面间的压力,不一定等于物体的重力,N的大小根据物体的受力情况确定.②动摩擦因数μ与材料和接触面的粗糙程度有关,而与物体间的压力、接触面的大小无关.(2)二力平衡法:物体处于平衡状态(匀速运动或静止)时,根据二力平衡条件求解.[易错提醒](1)与“相对运动的方向相反”并不是与“运动方向相反”.(2)滑动摩擦力的作用总是阻碍物体的相对运动,而不是阻碍物体的运动.角度1滑动摩擦力方向的判断[典例1]如图所示,汽车B在水平路面上以相对于地面的速度v1向右运动,车上的货物A以相对于地面的速度v2向右运动.下列判断正确的是()A.若v1<v2,货物A受到了汽车B所施加的向右的滑动摩擦力B.若v1<v2,汽车B受到了货物A所施加的向右的滑动摩擦力C .若v 1>v 2,货物A 受到了汽车B 所施加的向左的滑动摩擦力D .若v 1>v 2,汽车B 受到了货物A 所施加的向右的滑动摩擦力[解析] 若v 1<v 2时,货物A 相对汽车B 向右滑动,货物A 受到汽车B 所施加的向左的滑动摩擦力,汽车B 受到货物A 所施加的向右的滑动摩擦力,选项A 错误,B 正确;若v 1>v 2时,货物A 相对汽车B 向左滑动,受到汽车B 所施加的向右的滑动摩擦力,汽车B 受到货物A 所施加的向左的滑动摩擦力,故选项C 、D 错误.[答案] B1.(多选)下列关于滑动摩擦力的方向的说法,正确的是( )A .滑动摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反B .滑动摩擦力的方向总是与物体相对运动方向相反C .滑动摩擦力的方向可能与物体运动的方向垂直D .滑动摩擦力的方向一定与接触面平行解析:滑动摩擦力的方向一定与两物体接触面相切,与相对运动的方向相反,而与物体的运动方向可能相同也可能垂直,故选项B 、C 、D 正确.答案:BCD角度2 滑动摩擦力大小的计算[典例2] 质量为2 kg 的物体,放在水平的地板上,用一轻质弹簧水平拉该物体.当弹簧的伸长量为2 cm 时,物体保持静止状态;当该物体匀速前进时,此时弹簧的伸长量为5 cm ,已知弹簧的劲度系数为k =200 N /m(g 取10 m/s 2),求:(1)当物体静止时,所受到的摩擦力大小为多大?(2)物体与地板之间的动摩擦因数μ为多少?[思路点拨] (1)通过弹簧的伸长,由胡克定律来计算出物体静止时所受到的摩擦力大小和物体匀速前进时所受到摩擦力的大小;(2)滑动摩擦力等于动摩擦力因数与正压力的乘积.[解析] (1)由胡克定律可得F 1=kx 1=200 N/m ×0.02 m =4 N.当物体静止时,所受到的摩擦力大小为f 1=F 1=4 N.(2)由胡克定律可得F 2=kx 2=200 N/m ×0.05 m =10 N.物体匀速前进时所受到的摩擦力大小为f 2=F 2=10 N.物体与地板之间的动摩擦因数为μ=f 2N =f 2mg =1020=0.5.[答案](1)4 N(2)0.5[规律总结]滑动摩擦力分析与计算的两点注意(1)f=μN只适用于滑动摩擦力的计算,计算摩擦力时一定要分清是求静摩擦力还是求滑动摩擦力.(2)公式f=μN中的N是物体与接触面之间的正压力,不一定等于物体的重力G.要根据物体的受力情况确定.2.如图所示,物体在F=100 N、方向水平向左的拉力作用下,沿水平面向右运动.已知物体与水平面的动摩擦因数μ=0.2,物体质量m=5 kg,可知物体所受摩擦力为(g=10 m/s2)()A.10 N,水平向左B.10 N,水平向右C.20 N,水平向左D.20 N,水平向右解析:物体相对地面运动,故物体受到滑动摩擦力,则摩擦力的大小为f=μN=μmg=0.2×5×10 N=10 N;滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,摩擦力方向水平向左,故A 正确,B、C、D错误.答案:A。
高一物理静摩擦力大小的确定方法总结
高一物理静摩擦力大小的确定方法总结静摩擦力大小与压力无关,但其最大值与压力有关,静摩擦力可以在一定范围内调整大小使物体保持相对静止。
其大小可以用下面两种方法判断:1.物体处于平衡状态时利用力的平衡条件来判断其大小;即静摩擦力的大小等于与之平衡的外力大小。
2.物体有加速度时,若只有摩擦力,则。
例如匀速转动的圆盘上物块靠摩擦力提供向心力产生向心加速度。
若还受其他力,则,先求合力再求摩擦力。
这种与运动状态有关的特点,与滑动摩擦力不同。
静摩擦力的方向:总是沿着接触面,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。
静摩擦力的特点:静摩擦力与外力有关,在两物体接触面上的弹力一定的情况下,静摩擦力有一个最大值,叫做最大静摩擦力,两物体间实际的静摩擦力F在零与最大静摩擦力之间。
一、要善于观察,将实际与理论相结合物理学得比较好的同学,大多是勤于观察,善于观察的。
因而,他们具有很强的好奇心和求知欲。
例如,在绪言课中,我们演示了小铁球的碰撞现象,有的同学不仅单纯地观察到了一个球碰撞另一个球的现象,而且提出如果两个球碰撞两个球会出现什么现象?三个球碰撞两个球又出现什么现象?为什么会这样?勤于观察,善于提出问题必将使自己对物理产生浓厚的兴趣,推动自己去看书,去研究,去探索。
这样才能对物理真正产生兴趣。
当我们学习了摩擦力之后,就应在平时观察生活中接触物体接触面的情况物质的材料、粗糙程度等,以及赛车与平常汽车的轮子与地面间的摩擦有什么不同,使平时生活中的现象与摩擦力的相关知识结合起来。
学习了惯性后,当看到汽车启动或刹车时,车上的人向后或向前倾倒,或者汽车转弯时,车上的人向弯外倾斜,看到这一现象就应当与惯性联系起来,这样观察具有针对性和目标性,大脑中必然存储了大量的物理现象以及与之有关的物理知识。
二、要勤于思考,培养物理思维能力高中物理具有很强的规律性和逻辑性,联系实际多,灵活性强,学好物理单靠死记硬背是不行的,一定要勤于思考,增加理解,掌握其规律。
初中物理摩擦力方向判断口诀
初中物理摩擦力方向判断口诀摩擦力,这个词听起来是不是有点儿严肃?但是它其实在我们的生活中无处不在,就像那位总是默默无闻却又不可或缺的朋友。
今天,咱们就来聊聊这个摩擦力的方向,怎么判断它,让你在考试时也能轻松应对。
想象一下,你在一个滑滑的地面上推一个箱子,箱子在你前面乖乖地滑动,这时候,你有没有发现?你用力往前推,而箱子却像个调皮的小孩,恨不得往后溜。
这个时候,摩擦力就来了,嘿,它就是那种“我偏不听话”的小家伙。
摩擦力的方向总是和你施加的力相反。
你推的方向是前面,摩擦力就硬是往后,像是在跟你捉迷藏一样,真是让人哭笑不得。
如何记住这个小秘密呢?这就要用到一个口诀了:“推得往前,摩擦往后。
”这句简单的口诀就像一把钥匙,轻松打开摩擦力的奥秘。
当你在推东西的时候,想想这个口诀,就能清楚地知道摩擦力的方向了。
是不是感觉简单多了?有点像吃糖果,嘴里一甜,心里就乐了。
再比如,你在玩滑滑梯,准备好好享受一番。
刚滑下去,哇,风儿在耳边呼啸,刺激得不行。
但是,你有没有发现,滑滑梯的底部总会有一些阻力,让你停下来?这就是摩擦力在“提醒”你:嘿,小心点,别摔倒!这里的摩擦力方向也和你滑行的方向相反,就像老妈在旁边叮嘱,生怕你受伤。
每次想起来,心里都是暖暖的。
说到摩擦力,不能不提它的好朋友——重力。
重力就像是那位强壮的健身教练,把物体拉得紧紧的。
但是摩擦力呢,恰恰是那个会让你不至于跌倒的“安全绳”。
当你在斜坡上走的时候,重力把你往下拉,摩擦力则像个不屈的战士,努力让你不摔跤。
它总是往上抵抗,给你支持。
如果我们再往细处说,摩擦力还有静摩擦和动摩擦之分,简直就像情侣之间的互动。
静摩擦就是那个温柔的伴侣,总是在你还没开始行动时给你支持,而动摩擦则是开始动作后,给你点儿劲儿的帮忙。
它们之间的关系就像是“我能,我愿,我一起”,默默为你提供帮助。
说到这里,可能有些同学会问,那摩擦力的大小和方向有什么关系呢?这个问题问得好,摩擦力的大小可不是随便来的。
三种摩擦力的大小关系
三种摩擦力的大小关系如下:
1. 静摩擦力的大小:静摩擦力的大小与相对运动趋势的强弱有关,趋势越强,静摩擦力越大,但不能超过最大静摩擦力,即0≤f≤fm。
具体大小可由物体的运动状态结合动力学规律求解。
2. 滑动摩擦力的大小:滑动摩擦力跟压力成正比,也就是跟一个物体对另一个物体表面的垂直作用力成正比。
公式为:F=μFN。
其中,F表示滑动摩擦力大小,FN表示正压力的大小,μ叫动摩擦因数。
3. 三种摩擦力的大小关系:静摩擦力略大于滑动摩擦力,在中学阶段讨论问题时,如无特殊说明,可认为它们数值相等。
总的来说,三种摩擦力的大小关系主要取决于相对运动趋势的强弱、压力以及物体的运动状态等因素。
如需了解更多信息,建议查阅物理书籍或咨询物理学家。
判断静摩擦力方向的方法
判断静摩擦力方向的方法摩擦力是物体之间接触时产生的一种力。
在物体接触的表面上,摩擦力可以分为两种,一种是静摩擦力,另一种是动摩擦力。
静摩擦力是指物体间没有相对滑动时产生的摩擦力,而动摩擦力则是物体间有相对滑动时产生的摩擦力。
在物体接触时,静摩擦力的方向和大小是由多种因素决定的。
如何准确地判断静摩擦力的方向是物理学中的一个重要问题。
下面将介绍几种常见的判断静摩擦力方向的方法。
1. 观察物体的相对运动方向静摩擦力的方向与物体的相对运动方向有关。
当两个物体相对静止时,静摩擦力的方向与物体的相对运动方向相反。
例如,当一个物体被施加一个水平向右的力,而另一个物体受到这个力的阻碍而不发生运动时,静摩擦力的方向将是向左。
2. 判断物体受力平衡静摩擦力的方向还可以通过判断物体是否受力平衡来确定。
当一个物体受到外力作用时,如果物体没有发生运动,那么静摩擦力的方向与外力的方向相反,以保持物体的平衡状态。
例如,当一个物体受到一个向右的力,而物体仍然静止不动时,静摩擦力的方向将是向左。
3. 利用牛顿第二定律根据牛顿第二定律,物体的加速度与作用力成正比,与质量成反比。
当一个物体受到外力作用时,如果物体没有发生加速度,那么静摩擦力的方向与外力的方向相反,以保持物体的静止状态。
通过观察物体是否发生加速度,可以判断静摩擦力的方向。
4. 实验法除了理论分析,实验也是判断静摩擦力方向的重要方法之一。
可以通过实验来模拟不同的力的作用情况,观察物体是否发生运动,并根据运动情况来判断静摩擦力的方向。
总结起来,判断静摩擦力方向的方法主要有观察物体的相对运动方向、判断物体受力平衡、利用牛顿第二定律和实验法。
这些方法可以帮助我们准确地判断静摩擦力的方向,进而理解物体的平衡状态和运动规律。
在物理学中,对于静摩擦力的研究非常重要。
静摩擦力不仅存在于日常生活中的各种物体接触过程中,也在工程学、机械学等领域起着重要的作用。
因此,对于静摩擦力的方向判断方法的研究和掌握,对于我们理解和应用摩擦力的特性具有重要意义。
如何确定摩擦力的方向和大小
如何确定摩擦力的方向和大小※ 高考提示确定摩擦力的大小和方向,尤其注重具有很强隐蔽性的静摩擦力,加深对"相对"含义的理解,这些是目前高考命题中的重要考点.摩擦力问题几乎年年涉及,可以单独以选择题形式出现,也可以结合其它知识联合命题.摩擦力贯穿于整个力学的始终,把握好摩擦力方向的确定入其大小的计算,是解决力学问题的基础.※ 解题钥匙【例1】 下列关于摩擦力的说法中正确的是:( )A .阻碍物体运动的力称为摩擦力B .滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C .静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D .接触面上的摩擦力总是与接触面平行【解析】摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的,而不是阻碍物体的运动,因此A 选项错误.另一方面摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,故B 选项错误.当相对运动趋势方向与运动方向垂直时,静摩擦力的方向就与运动方向垂直,故C 正确.摩擦力是切向力,故与接触面平行,D 正确.综上所述C 、D 正确.【点评】本题要求考生正确理解摩擦力的概念,并能把握相对运动与物体运动的区别.【例2】如图1.2-1所示物体B 放在物体A 上,A 、B 、的上下表面均与斜面平行,当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动时( )A .A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向上B .A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向下C .A 、B 之间的摩擦力为零D .A 、B 之间是否存在摩擦力取决于A 、B 表面的性质【解析】斜面光滑,A 、B 以相同的速度靠惯性向上运动,以A 、B 所构成的系统为对象,则系统加速度a=g·sinθ,方向向下,令A 对B 的摩擦力为F f ,则对B :m B gsinθ+F f =m B a B ,将a B =gsinθ代入有F f =0。
【例3】某人骑自行车前进时,地面对后轮的摩擦力为F 1,对前轮的摩擦力为F 2,则F 1和F 2的方向如何?试分析之.【解析】骑车人脚踩脚踏时,链条带动后轮欲转动,此时后轮相对地面有向后的运动趋势,地面作用于后轮的摩擦力F 1方向向前,在F 1作用下车身要向前运动,于是前轮相对于地面欲向前滑.此时地面作用于前轮一个向后的静摩擦力,使车轮转动起来.思考:人推自行车前进时,地面对前、后轮的摩擦力方向又怎样?【例4】如图1.2-2小车向右做初速为零的匀加速运动,物体恰好沿车后壁匀速下滑。
如何确定摩擦力的方向和大小
如何确定摩擦力的方向和大小※ 高考提示确定摩擦力的大小和方向,尤其注重具有很强隐蔽性的静摩擦力,加深对"相对"含义的理解,这些是目前高考命题中的重要考点.摩擦力问题几乎年年涉及,可以单独以选择题形式出现,也可以结合其它知识联合命题.摩擦力贯穿于整个力学的始终,把握好摩擦力方向的确定入其大小的计算,是解决力学问题的基础.※ 解题钥匙【例1】 下列关于摩擦力的说法中正确的是:( )A .阻碍物体运动的力称为摩擦力B .滑动摩擦力的方向总是与物体运动方向相反C .静摩擦力的方向可能与物体运动方向垂直D .接触面上的摩擦力总是与接触面平行【解析】摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势的,而不是阻碍物体的运动,因此A 选项错误.另一方面摩擦力的方向与相对运动方向或相对运动趋势方向相反,故B 选项错误.当相对运动趋势方向与运动方向垂直时,静摩擦力的方向就与运动方向垂直,故C 正确.摩擦力是切向力,故与接触面平行,D 正确.综上所述C 、D 正确.【点评】本题要求考生正确理解摩擦力的概念,并能把握相对运动与物体运动的区别.【例2】如图1.2-1所示物体B 放在物体A 上,A 、B 、的上下表面均与斜面平行,当两者以相同的初速度靠惯性沿光滑固定斜面C 向上做匀减速运动时( )A .A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向上B .A 受到B 的摩擦力沿斜面方向向下C .A 、B 之间的摩擦力为零D .A 、B 之间是否存在摩擦力取决于A 、B 表面的性质【解析】斜面光滑,A 、B 以相同的速度靠惯性向上运动,以A 、B 所构成的系统为对象,则系统加速度a=g·sinθ,方向向下,令A 对B 的摩擦力为F f ,则对B :m B gsinθ+F f =m B a B ,将a B =gsinθ代入有F f =0。
【例3】某人骑自行车前进时,地面对后轮的摩擦力为F 1,对前轮的摩擦力为F 2,则F 1和F 2的方向如何?试分析之.【解析】骑车人脚踩脚踏时,链条带动后轮欲转动,此时后轮相对地面有向后的运动趋势,地面作用于后轮的摩擦力F 1方向向前,在F 1作用下车身要向前运动,于是前轮相对于地面欲向前滑.此时地面作用于前轮一个向后的静摩擦力,使车轮转动起来.思考:人推自行车前进时,地面对前、后轮的摩擦力方向又怎样?【例4】如图1.2-2小车向右做初速为零的匀加速运动,物体恰好沿车后壁匀速下滑。
“四步法”判断摩擦力方向
“四步法”判断摩擦力方向一、摩擦力方向的说明对摩擦力方向,众多教材中作如下说明:1、滑动摩擦力的方向:跟接触面相切,并且跟物体的相对运动方向相反。
2、静摩擦力的方向:跟接触面相切,并且跟物体相对运动趋势的方向相反。
二、对“相对”二字的理解这里的“相对”显然是“依靠一定条件而存在,随着一定条件而变化的(跟‘绝对’相对)”之意,那么“一定的条件”是什么呢?联想研究物体的运动时的处理方式:我们总是事先选定另一物体作为参照物。
即事先选择另一物体假定不动,再考查被研究物体的运动情况。
由此不难看出“一定的条件”是指选谁为参照物,那么应该选谁为参照物呢?一切事实证明,应该选摩擦力的施力物体为参照物。
三、“四步法”的内容根据以上分析,我们可以归纳判定摩擦力方向的“四步法”如下:1、找出摩擦力的施力物体。
2、选择此施力物体为参照物。
3、判断受力物体的相对运动方向或相对运动趋势方向。
4、用“相反”确定摩擦力的方向。
四、实例解析1、摩擦力方向与物体的运动方向相反,阻碍物体的运动。
例1、某人用水平推力F拉着木箱在水平地面上前进,问木箱所受摩擦力方向。
若木箱未被拉动呢?解析:木箱所受摩擦力的施力物体为地面,以地面为参照物,受力物体木箱向前运动,可判定所受滑动摩擦力方向向后,阻碍物体的运动。
若木箱未被拉动,参照物仍为地面,木箱在拉力作用下有向前运动的趋势,可判定木箱所受静摩擦力方向亦向后,阻碍木箱的运动。
2、摩擦力方向与物体运动方向相同,是动力。
例2,如图一,传送带顺时针运行,在其上放一初速度为零的工件A ,问在A 未达到与传送带速度相等前,工件A 所受摩擦力的方向?解析:工件A 所受摩擦选传送带为参照物,在A 未达到与传送带速度相等前,相对传送带在向左运动,所以工件A 所受滑动摩擦力方向向右,该力使工件A 加速运动。
例3、分析人走路时,后脚所受摩擦力的方向,假设脚不打滑。
解析:摩擦力的施力物体为地面,选地面为参照物,当后脚用力向后蹬地时,脚掌有向后滑的趋势(若地面光滑,则脚将后滑),可知脚掌所受静摩擦力向前,此即为人前进的动力。
摩擦力的方向判断和大小的计算方法
摩擦力的方向判断和大小的计算方法
摩擦力是物体之间接触时产生的力,它是物体之间的相互作用,是物体运动的重要因素。
摩擦力的方向和大小是物体运动的重要参数,因此,如何判断摩擦力的方向和大小是一个重要的问题。
首先,要判断摩擦力的方向,需要考虑摩擦力的原理。
摩擦力是物体之间接触时产生的力,它的方向是由物体之间的接触面决定的,摩擦力的方向是由接触面的法向量决定的,即摩擦力的方向与接触面的法向量方向相反。
其次,要计算摩擦力的大小,需要考虑摩擦力的原理。
摩擦力的大小取决于接触面的粗糙程度、接触面的摩擦系数以及接触面之间的压力。
一般来说,摩擦力的大小可以用公式表示:F=μN,其中F为摩擦力的大小,μ为摩擦系数,N为接触面之间的压力。
最后,要正确判断摩擦力的方向和大小,还需要考虑摩擦力的其他因素,如温度、湿度等。
因此,在判断摩擦力的方向和大小时,需要考虑摩擦力的原理,以及摩擦力的其他因素,以便正确判断摩擦力的方向和大小。
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摩擦力大小及方向的判断
西峡二高0816班王峰指导教师袁卫国
在摩擦力的学习中,有下列三个问题是同学们不易弄清的:①怎样判断物体是否受到摩擦力作用;②怎样确定物体所受摩擦力的方向;③怎样计算物体所受摩擦力的大小。
1.正确理解产生摩擦力的条件
要正确分析出物体是否受摩擦力作用,就必须全面认识产生摩擦力的条件。
产生摩擦力的条件有三:
①粗糙接触面。
摩擦力是接触力,它只能产生在两相互接触、表面粗糙的物体之间。
在理想情况下,若认为接触面“光滑”,则不考虑摩擦力的存在。
②正压力的存在。
正压力的存在是产生摩擦力的前提。
如果两相互接触的物体之间无挤压作用,则接触面上的摩擦力也将为零。
有些同学认为压力与物体所受重力大小相等,这是极其错误的。
在不同的物理情景中,正压力的产生原因是不同的。
③物体之间存在相对运动或相对运动趋势。
在分析物体是否受摩擦力作用时,应考虑被研究的物体相对于与之接触的物体有无相对滑动或有无相对运动的趋势。
[注:所谓“相对运动趋势”的方向是指两个相互接触的物体之间,假如没有摩擦力作用时,将要发生相对滑动的方向。
]例如:擦黑板时,黑板处于静止状态,但它相对于黑板擦发生了相对运动,因而黑板将受到滑动摩擦力作用。
产生摩擦力的三个条件缺一不可。
物体间不接触,谈不到摩擦力;接触面“光滑”,不计摩擦力;粗糙接触的物体间有相互挤压但没有相对运动或相对运动趋势,不会产生摩擦力;有相对运动或相对运动趋势,但接触面间无压力存在,接触面上摩擦力也将为零。
2.正确应用摩擦力的计算公式
在物理问题的求解中,一些同学不能对问题作具体的分析与思考,而是生搬硬套、盲目乱用公式,从而造成求解错误。
在对摩擦力的计算中就常犯这类错误。
在求解摩擦力大小之前,必须首先分析物体的运动状态,判别是滑动摩擦还是静摩擦。
对于静摩擦,静摩擦力的大小取决于物体的受力情况和运动情况,随外界其它因素的变化而变化,静摩擦力大小的取值范围为fm>(或=)f静>(或=)0 ,具体数值只能根据物体所处的状态,由力的平衡知识或牛顿运动定律求解。
只有最大静摩擦力才是fm=u0N,其中u0为静摩擦因数。
最大静摩擦力实际上大于滑动摩擦力,但在没有说明的情况下可以认为它们近似相等。
对于滑动摩擦,摩擦力大小的计算公式为f=uN,其中u为动摩擦因数,其值与接触面的材料以及接触面的情况(如粗糙程度)有关(课本上的动摩擦因数表上只强调了接触面的材料),而与接触面积的大小,物体运动的速度(或加速度)无关;N为两接触面间的正压力。
对于滑动摩擦力来说,由于f=uN,因此,只要u一定,则f与N成正比,N的变化决定了f的变化,如果N是某个物理量(如时间t、速度v等)的函数,则f也就是该物理量的等次函数。
所以,要正确求解滑动摩擦力,就必须优先确定正压力N。
当然,对于滑动摩擦力的求解,我们还可以根据物体受力情况,由力的平衡知识或牛顿定律求出。
3. 正确判定摩擦力的方向
摩擦力的效果总是起着阻碍物体相对运动的作用,其方向总与接触面相切,与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反。
但是,摩擦力的方向并不总与物体运动方向相反,它可与物体运动方向相同,还可以与物体运动方向成任意夹角。
由此可见,摩擦力方向总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,而不是阻碍物体的运动。
摩擦力既可以为阻力也可以为动力,我们不能由物体的运动方向来轻易确定摩擦力方向。
对摩擦力方向的确定一般有两种方法:
①根据“摩擦力方向总与相对运动或相对运动趋势方向相反”来判断。
对相对运动趋势的判断可采用“假设法”(或称添油法)判定:假定在两相对静止的物体间添加润滑油,从而使两物体间的摩擦力不存在,看此时两物体会发生怎样的相对运动来确定。
例:1:如图1所示,甲、乙两物体叠放在水平面上静止不动。
当甲受到水平向右的拉力F与乙一起匀速向右运动时,甲和乙是否受到摩擦力的作用?方向如何?
图1
情景剖析:由于甲相对于水平面向右运动,所以甲与水平面之间有摩擦力,且水平面对甲的摩擦力阻碍甲向右运动,方向水平向左。
又因为乙和甲一起相对于水平面向右运动,所以甲和乙之间没有发生相对运动,也没有要发生相对运动的趋势,所以乙不受摩擦力。
例2:如图2所示,在一条水平的传送带上放着一个物体A,物体A随着传送带一起向右作匀速直线运动,则此时物体A受到的传送带对它的摩擦力方向如何?
图2
情景剖析:此情景初看比较复杂,很容易跟“刚开始运动”或“正在减速”的情景相混淆。
如果物体A与传送带之间存在摩擦力,那么这个力必定在水平方向上,或水平向右,或水平向左。
由于物体A作匀速直线运动,既没有加速,也没有减速,即物体A相对于传送带来说是静止不动的,因此说,它既没有向前加速的趋势,也没有要停下来的趋势,故物体A与传送带之间不存在摩擦力。
可见,本题的关键语句是“物体A随着传送带一起向右作匀速直线运动”。
②根据物体运动状态,由牛顿定律来确定。
例4 如图3所示,一质量为m的货物放在倾角为α的传送带上随传送带一起向上或向下做加速运动.设加速度大小为α,试求两种情况下货物所受的摩擦力.
图3
解析:物体m向上加速运动时,由于沿斜面向下有重力的分力,所以要使物体随传送带向上加速运动,传送带对物体的摩擦力必定沿传送带向上.物体沿斜面向下加速运动时,摩擦力的方向要视加速度的大小而定,当加速度为某一合适值时,重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力,则摩擦力为零;当加速度大于此值时,摩擦力应沿斜面向下;当加速度小于此值时,摩擦力应沿斜面向上.
向上加速运动时,由牛顿第二定律,得:所以F-mgsina=ma,方向沿斜面向上
向下加速运动时,由牛顿第二定律,得:mgsina—F=ma(设F沿斜面向上)
所以F=mgsina-ma
当a<gsina时,F>0.与所设方向相同——沿斜面向上.
当a=gsina时,F=0.即货物与传送带间无摩擦力作用.
当a>gsina时,F<0.与所设方向相反——沿斜面向下.
小结:当物体加速运动而摩擦力方向不明确时,可先假设摩擦力向某一方向,然后应用牛顿第二定律导出表达式,再结合具体情况进行讨论
4. 综合应用
总的来说,分析和求解摩擦力有两条途径:一是从产生摩擦力的条件、计算摩擦力的公式等方面正向入手;二是从物体在摩擦力及其它各力作用下处于平衡状态或变速运动状态,应用物体的平衡条件和牛顿运动定律逆向推断。
两条解题途径的灵活应用,才能使我们能够迅速、准确地求解有关摩擦力问题
摩擦力大小及方向的判断
西峡二高0816班王峰
指导教师袁卫国。