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1 # 奔宵
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2 # 波普科學
首先了解一下靜摩擦力的基本概念:兩個相互接觸的物體,當其接觸表面之間有相對滑動的趨勢,但尚保持相對靜止時,彼此作用著阻礙相對滑動的阻力,這種阻力稱為靜滑動摩擦力。
靜摩擦力的大小不是一個定值,它是可變的。阻止物體從靜止轉為運動的臨界力稱為最大靜摩擦力,而靜摩擦力就在0和最大靜摩擦力之間變化,即0≤F≤Fmax。這個可以根據物體平衡條件的受力狀態計算得到。
那麼靜摩擦力產生的原理是什麼?從宏觀來看,物體表面是凹凸不平的,這些凹凸部分相互齧合,就會給相對滑動產生一種阻礙,從而產生靜摩擦力。但是,這樣就意味著:越光滑的物體摩擦係數越小。但事實上,並不是這樣!兩個極度光滑的金屬,他們的摩擦力反而會增加。這是為什麼呢?這涉及到黏附理論。兩個相互接觸的物體,無論多麼光滑,從微觀上都是凹凸不平的。這時作用在分子間的法向壓力如果較大,使得物體間距離小到分子間產生引力,原子間發生了引力黏合,便產生了阻止物體相對滑動的力,這又是靜摩擦力產生的原因。
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3 # 物理小師
從事高中物理教學二十五年,題主遇到的關於靜摩擦力的問題,是教學的難點也是重點,也是大多數高中同學在學習時感到困惑且頻繁出錯的問題之一。
首先,研究力學問題,在沒有確定研究物件或系統之前,談論內力和外力是沒有意義的。內力和外力是相對而言的,選定系統之後,組成系統的相互作用的物體之間的作用力叫做內力,系統以外的物體施加給組成系統的物體的作用力叫做外力。如圖一所示,給在水平地面上的物體施加一個斜向右下方的推力F,與水平方向成α角,由受力分析可以知道,除了F以外,物體還受到一個豎直向下的重力G,其大小等於物體的質量m和重力加速度g的乘積:G=mg
在此水平地面上保持靜止的物體和地球屬於同一個系統,物體受到的重力G、靜摩擦力f和支援力N都屬於內力,都是地球施加的作用力,根據牛頓第三定律,三個力都有各自的反作用力,它們的反作用力都作用在地球上,而斜向右下方的推力F不屬於系統所有,則是外力,其施力物體可以是人,或者是其他物體。
總結:
中學物理一般把物體看成質點,計算或分析靜摩擦力的大小時,必須先確定研究物件(單個物體或系統),然後用隔離法或整體法對研究物件進行正確的受力分析。
① 在平衡系統中,靜摩擦力的大小等於跟靜摩擦力在同一作用線上的除靜摩擦力以外的所有作用力的合力,具體大小一般要根據共點力的平衡條件來確定(如果研究物件受到多個力的作用,則需要建立合適的座標系,用正交分解法把不落在兩個座標軸上的力進行分解,然後再分析求解。);
② 在變速系統中,根據牛頓第二定律 F=ma,用正交分解法列方程求解(某個座標軸的正方向一般選擇和加速度的方向保持一致)。
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靜摩擦力是生活中常見的力,指靜止在斜面上的物體,有向下運動的趨勢,阻礙物體向下運動趨勢的的力。外力是物體受到的所有外力之和。從定義上來看,物體處於靜止狀態,受到最基本的重力。那麼結合牛二定律我們知道,物體在平衡力的作用下處於靜止或勻速直線運動狀態。所以,靜摩擦力的大小和外力有關,但不相等,比如外力和靜摩擦力垂直時或者外力和作用面的力抵消時。總而言之,靜摩擦力的大小取決於產生相對運動趨勢的力。