我对“静摩擦力”的理解

时间:2022-10-24 11:09:15

静摩擦力是高中力学中的常见力,也是力学学习过程中的重点和难点之一,能否正确认识静摩擦力,对学习后面相关的知识起着至关重要的作用。所以笔者在复习过程中注意引导学生从以下几个方面去理解。

一、静摩擦力的概念

一个物体相对另一个物体有相对运动趋势,但又没有发生相对运动的时候,接触面间便出现阻碍物体发生相对运动的力,这个力就叫静摩擦力。静摩擦力只是阻碍物体间的相对运动趋势,它不一定是阻力。

例1 如图所示,若传送带与物体间不发生相对滑动,试判断当传送带起动的瞬间,物体所受静摩擦力的方向。

解析:当传送带起动的瞬间,由于惯性,物体相对传送带具有向左运动的趋势,此时来自于传送带的静摩擦力阻碍了物体相对传送带的运动。所以此刻物体受到的静摩擦力方向水平向右。正是此静摩擦力提供了物体随传送带运动的动力。

二、静摩擦力的产生条件

1、物体接触并挤压,两接触面不光滑。

2、相对静止:一个物体相对另一个物体无位置变化。

3、有相对运动趋势:假设接触面光滑无摩擦,物体向何方做相对运动,即有此方向上的运动趋势。

例2、如图所示,一个质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上。试分析m受摩擦力的大小和方向。

三、静摩擦力的大小和方向

四、静摩擦力的特点

1、静摩擦力大小与正压力无关,但最大静摩擦力的大小与正压力成正比。

2、静摩擦力可以是阻力,也可以充当动力。如人跑步时地面给人的摩擦力就是动力,斜面上传送带上的物体随传送带一起运动,静摩擦力也是动力。

3、最大静摩擦力一般比滑动摩擦力略大,但有时将二者作相等处理。

五、判断静摩擦力方向的三种方法

静摩擦力的方向沿着两物体接触面的切线,与相对运动趋势方向相反,而相对运动趋势的方向又难以判断,这就使静摩擦力方向的判定成为一个难点。可采用下列方法判断静摩擦力的方向。

解析:当A、B一起做简谐运动离开平衡位置的位移为x时,其回复力由弹簧的弹力提供,即F回=kx,其加速度为a= kxm+M,方向指向平衡位置。使A随B一起做简谐运动的回复力只能来源于B对它的静摩擦力,其大小为f=ma= mkxm+M方向沿接触面指向平衡位置。故应该选D。

静摩擦力是一个被动力,往往受其力学环境的变化而变化,因而在分析时要注意这一点。

3、用假设法确定静摩擦力的有无。

解析:未撤去F1前,木块静止,说明木块所受静摩擦力f=F1-F2=8N方向向左,也说明了最大静摩擦力至少为8N。当撤去F1后,在F2作用下,木块有向左滑动的趋势,地面给木块的静摩擦力的方向变为向右,大小为2N,小于最大静摩擦力。故木块仍保持静止,所受合力零。故应该选D。

静摩擦力以其大小、方向的不定性成为高中力学的难点,也是高考中的热点,在复习过程中要引导学生举一反三。总之,突破这个难点,对培养学生的分析习惯,提高运用概念和规律进行分析判断的能力,发展学生的优良思维品质具有独特功效。

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