關(guān)于物理中摩擦力的幾個(gè)問(wèn)題分析

物理中涉及到的力很多，對(duì)于每一種力要想正確的分析和利用它，首先對(duì)其界定的范圍有個(gè)充分的認(rèn)識(shí)和理解。就摩擦力而言，其定義為：“兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，就會(huì)再接觸面上產(chǎn)生摩擦。而這種摩擦產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力，就是摩擦力?！币?、摩擦力的條件和分類 摩擦力產(chǎn)生的必要條件是： ①物體間相互接觸、擠壓，發(fā)生形變，有彈力; ②物體...更多

要解決摩擦力的問(wèn)題，你必須理解摩擦力的概念即產(chǎn)生摩擦力的條件。所謂摩擦力就是阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，摩擦力的方向跟物體運(yùn)動(dòng)方向或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。

產(chǎn)生摩擦力的條件是：

1、兩個(gè)物體必須接觸;

2、兩個(gè)物體之間有擠壓;

3、兩個(gè)物體之間有運(yùn)動(dòng)或者相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

一、靜摩擦力計(jì)算

兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)其接觸表面之間有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)，但尚保持相對(duì)靜止時(shí)，彼此作用著阻礙相對(duì)滑動(dòng)的阻力，這種阻力稱為靜滑動(dòng)摩擦力，簡(jiǎn)稱靜摩擦力，一般用f表示。可以定義為一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)所受到的另一個(gè)物體對(duì)它的阻礙作用。靜摩擦力的大小可在0與FMAX之間變化(0 F≤FMAX，其中FMAX為最大靜摩擦力，與正壓力有關(guān))，一般應(yīng)根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)由平衡條件或牛頓定律來(lái)求解。

一個(gè)物體靜止在水平面上，如果不受推力或者拉力，就不受到摩擦力的作用。如果收到推力或者拉力，則屬于靜摩擦力的范疇，摩擦力的大小跟拉力或者推力的大小相等，與物體的重力或者壓力沒有關(guān)系。只有最大靜摩擦力才與物體受到的壓力或者重力有關(guān)。

如果將物體壓在墻上，則靜摩擦力的大小等于物體受到的重力。

如果用10N的力沒有推動(dòng)物體，則物體受到靜摩擦力的作用，其大小等于推力的大小。用15N的力剛好推動(dòng)，這時(shí)物體受到的摩擦力為最大靜摩擦力。

二、滑動(dòng)摩擦力計(jì)算

滑動(dòng)摩擦力是兩個(gè)有相對(duì)滑動(dòng)的物體間在接觸面上產(chǎn)生的阻礙它們相對(duì)滑動(dòng)的力，通俗來(lái)說(shuō)就是一個(gè)物體在另一個(gè)物體表面上滑動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦?？偸歉佑|面相切，并且跟物體與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。所謂相對(duì)，仍是以施加摩擦力的施力物體為參考系的。值與最大靜摩擦力近似相等。接觸面粗糙程度相同的情況下，滑動(dòng)摩擦力的大小f跟正壓力成正比:f=μFN(μ為動(dòng)摩擦因數(shù))

滑動(dòng)摩擦系數(shù)與接觸物體的材料、表面光滑程度、干濕程度、表面溫度、相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度等都有關(guān)系。從總個(gè)公式看來(lái)，滑動(dòng)摩擦力對(duì)于兩個(gè)給定的表面，和接觸表面面積無(wú)關(guān)。

滑動(dòng)摩擦力有以下特點(diǎn)：

①接觸面粗糙程度相同的情況下，滑動(dòng)摩擦力的大小f跟正壓力成正比:f=μFN(μ為動(dòng)摩擦因數(shù));

②物體所受壓力相同情況下，接觸面越粗糙，滑動(dòng)摩擦力越大;

③滑動(dòng)摩擦力的大小比最大靜摩擦力FMAX略小。通常的計(jì)算中可以認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力。

三、滾動(dòng)摩擦力計(jì)算

滾動(dòng)摩擦力，是物體滾動(dòng)時(shí)，接觸面一直在變化著，物體所受的摩擦力。它實(shí)質(zhì)上是靜摩擦力。接觸面愈軟，形狀變化愈大，則滾動(dòng)摩擦力就愈大。一般情況下，物體之間的滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦力。如果推力過(guò)輪子的中心，那么f=mgu/r。(m質(zhì)量g重力加速度f(wàn)摩擦力u滾動(dòng)摩擦系數(shù)r輪子半徑)

只有一物體在另一物體表面作無(wú)滑動(dòng)的滾動(dòng)或有滾動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，而且兩物體在接觸部分受壓發(fā)生形變而產(chǎn)生的對(duì)滾動(dòng)的阻礙作用，叫“滾動(dòng)摩擦”。滾動(dòng)摩擦實(shí)際上是一種阻礙滾動(dòng)的力矩，一般用力矩來(lái)量度，不能叫滾動(dòng)摩擦力。

物體的滾動(dòng)情況與接觸面有關(guān)，滾動(dòng)物體在接觸面上滾動(dòng)或有滾動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，物體和接觸面都會(huì)發(fā)生形變。其形變可以分為接觸面形變而滾動(dòng)物體不發(fā)生形變(此時(shí)物體稱之為剛體)、接觸面不發(fā)生形變(此時(shí)接觸面稱之為剛性面)而滾動(dòng)物體發(fā)生形變、接觸面和滾動(dòng)物體都不發(fā)生形變以及接觸面和滾動(dòng)物體都發(fā)生形變等四種情況。