揭开摩擦力的面纱
一、产生条件——一个不能少
摩擦力产生的条件:
(1)相互接触;
(2)接触面上有压力存在;
(3)接触面不光滑;
(4)有相对运动或相对运动趋势。
产生摩擦力的这四个条件,一个也不能少,少了一个条件,则接触面上就没有摩擦力存在了。
例1. 关于摩擦力,下列说法正确的是( )
A. 由知,当,则
B. 只要,则摩擦力一定等于零
C. 两相互接触且挤压的物体发生相对运动时,它们都受到滑动摩擦力的作用
D. 有弹力一定有摩擦力的作用,有摩擦力就一定有弹力
解析:对A选项而言,如果物体没有相对运动或相对运动的趋势,就没有摩擦力,A错;正压力为零,则摩擦力为零,B对;如果接触面光滑,则物体间也没有摩擦力,C错;有摩擦力一定有弹力,但有弹力不一定有摩擦力,D错,故正确答案为B。
二、“相对”——一字不能少
摩擦力的定义:当相互接触,接触面不光滑且接触面上有压力存在,两物体发生相对运动或相对运动趋势时,在接触面有阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力,这就是摩擦力。
在这里相对包含了两层含义:
(1)摩擦力的作用效果是阻碍物体的相对运动或相对运动的趋势而不是阻碍物体的运动;
(2)摩擦力的方向和物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反。
在这里相对这两个字极为重要,如果缺少了这两个字,则意义相差千里。
例2. 下列关于摩擦力的说法正确的是( )
A. 滑动摩擦力一定是阻力,一定阻碍物体的运动
B. 静摩擦力可以为动力,也可以为阻力
C. 只有运动的物体才可能受到滑动摩擦力
D. 只有静止的物体才可能受到静摩擦力
解析:滑动摩擦力和静摩擦力都可以为动力或为阻力,它们都是阻碍物体的相对运动或阻碍相对运动的趋势,不是阻碍运动,故A错,B对;只有相对运动的物体间才可能有滑动摩擦力的作用,只有相对静止的物体间才可能有静摩擦力,C、D错。
三、确定静摩擦力的方法——假设法
静摩擦力方向的判断是摩擦力学习中的一个难点,我们常用假设法来判断静摩擦力的方向。
假设法:假定两物体间的接触面是光滑的,判断出物体相对接触面的运动方向,该运动方向即为物体相对运动趋势的方向,则物体受到的静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反。
例3. 如图1所示,A是主动轮,B是从动轮,它们通过不打滑的皮带转动,轮的转动方向如图1所示,B轮上带有负载,P、Q分别是两轮边缘上的点,则关于P、Q所受摩擦力的判断正确的是( )
图1
A. P受到的是静摩擦力,方向向上
B. P受到的是滑动摩擦力,方向向下
C. Q受到的是静摩擦力,方向向下
D. Q受到的是滑动摩擦力,方向向上
解析:假设皮带与主动轮A间光滑,主动轴上的P点相对对应的皮带上的P'点向下运动,即主动轮上的P点相对皮带上的P'点有向下运动的趋势,所以P点受到方向向上的静摩擦力,A正确;假设从动轮与皮带间光滑,则从动轮上的Q点相对于皮带上Q'点向下运动,即从动轮上的Q点相对于皮带上Q'点有向下运动的趋势,故Q点受到向上的静摩擦力。
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