靜摩擦力的有無及大小的判斷方法

靜摩擦力的有無及大小的判斷方法靜摩擦力是眾多的物理模型中經(jīng)常遇到的，對于其特點(diǎn)的理解及其求解方法，學(xué)生往往感到困惑，現(xiàn)結(jié)合本人的教學(xué)實(shí)際歸納總結(jié)，幫助大家對靜摩擦力有個(gè)比較透徹的認(rèn)識。一、 靜摩擦力是接觸力靜摩擦力是在相互接觸的物體間具有相對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)才產(chǎn)生的，它具有阻礙物體的相對運(yùn)動(dòng)趨勢，所以靜摩擦力的產(chǎn)生條件為（1）物體間直接接觸（2）接觸面粗糙（3）物體間有相對運(yùn)動(dòng)趨勢。當(dāng)然并不是任何相互接觸有保持相對靜止的兩個(gè)物體間一定存在靜摩擦力，例如水平傳送帶勻速運(yùn)送零部件時(shí)，零部件與傳送帶間并沒有摩擦力的作用。二、 靜摩擦力有無的判斷假設(shè)法假設(shè)法，就是假設(shè)接觸的兩物體間無摩擦力，分析物體的運(yùn)動(dòng)是否與現(xiàn)在一致，若一致說明假設(shè)是正確的，兩物體間確實(shí)無摩擦力，若不一致說明假設(shè)是錯(cuò)誤的，兩物體間有摩擦力。例1如圖1所示，物體A靜止于斜面上，試分析斜面有沒有對A施加摩擦力的作用，若有方向向哪？解析：假設(shè)物體A不受靜摩擦力的作用，A將沿斜面下滑，這與A現(xiàn)在的靜止的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)矛盾，故假設(shè)是錯(cuò)誤的A應(yīng)該有沿斜面下滑的趨勢，應(yīng)該受到沿斜面向上的靜摩擦力。例2如圖2所示的皮帶傳動(dòng)裝置，O1為主動(dòng)輪，O2為從動(dòng)輪。傳送帶正沿順時(shí)針方向運(yùn)動(dòng)傳送物體A，試分析：（1）皮帶上的P點(diǎn)，O1輪上的P點(diǎn)所受的靜摩擦力的方向。（2）皮帶上的Q點(diǎn)，O2輪上的。點(diǎn)所受靜摩擦力的方向（皮帶與輪間不打滑）解析：假設(shè)主動(dòng)輪O1與皮帶間沒有摩擦力則皮帶不動(dòng)，只是主動(dòng)輪O1沿順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，故假設(shè)錯(cuò)誤，皮帶上的P點(diǎn)受到主動(dòng)輪O1的給它的靜摩擦力為動(dòng)力，應(yīng)該豎直向上，有牛頓第三定律知P點(diǎn)受到皮帶給的靜摩擦力豎直向下，為阻力。假設(shè)從動(dòng)輪O2與皮帶間無摩擦力則從動(dòng)輪不轉(zhuǎn)動(dòng)，故假設(shè)錯(cuò)誤，Q，點(diǎn)受到豎直向下的靜摩擦力為動(dòng)力，Q點(diǎn)受到豎直向上的靜摩擦力為阻力。三，靜摩擦力大小的判斷（一） 根據(jù)物體的受力平衡條件，列受力平方程例3A、B、C三塊質(zhì)量分別為M、m和m0的物體做如圖3所示的連接，繩子不可伸長，且繩子滑輪的質(zhì)量、滑輪的摩擦均可不計(jì)，A、B靜止于水平桌面上，則可判定A、 物體A與桌面間有摩擦力，大小為m0gB、 物體A和B之間有摩擦力，大小為m0gC、 桌面對A，B對A都有摩擦力，兩者方向相同，合力為m0gD、 桌面對A，B對A都有摩擦力，兩者方向相反，合力為m0g解析：A和B均處于靜止，隔離B由于水平方向合外力為零，故A對B沒有水平方向的摩擦力的作用，對A、B整體受到水平向右的繩的拉力大小為m0g，有其靜止的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可知，A、B整體一定受到水平向左的靜摩擦力大小也為m0g故選A（二） 根據(jù)牛頓第二定律求解例4質(zhì)量M=10kg的木楔ABC靜止于粗糙水平面上，動(dòng)摩擦因數(shù)^=0.2，木楔的傾角O=30o,斜面上有一個(gè)m=1.0kg的物體由靜止沿斜面下滑，如圖4所示，當(dāng)滑行距離s=1.4m時(shí)，其速度v=1.4m/s，在這一過程中木楔沒有動(dòng)，求地面對木楔的摩擦力的大小和方向（g=10m/s）解析：由勻變速運(yùn)動(dòng)公式v2=2as可得，物體在斜面上勻加速下滑的加速度a=v2/2s=1.42/2x1.4m=0.7m/s2將M、m作為一個(gè)整體，水平方向上具有加速度ax=a，方向水平向左，故地面對M、m整體有水平向左的靜摩擦力大小為F=max=acosO=1x0.7N=0.7N（三） 根據(jù)牛頓第三定律求解例5如圖5所示，在力F的作用下，A、B兩個(gè)物體均靜止，試分析A所受的靜摩擦力。（已知兩物體質(zhì)量均為m）解析：若隔離A分析有困難，因?yàn)樽笥覂蓚€(gè)接觸面給A的摩擦力都不知道，可以隔離B，根據(jù)B在豎直方向的受力平衡知