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摩擦力发生在两个物体接触面之间的运动方向

更新时间:2023-05-23 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

大家从Vf2f1图中知道,摩擦力发生在两个物体的接触面之间,单个物体没有摩擦力。 例如,铁块与木板连接时(图1),铁块与木板之间产生摩擦,一对大小相等、方向相反的力作用在铁块与木板接触面的切线方向上。两个 f1 和 f2,这就是摩擦力。 它们分别是作用在铁块和木板上的一对斥力和反斥力。 作用在铁块上的力f1与其运动方向相反,阻碍铁块运动; 但作用在木板上的力f2与铁块的运动方向相同。 假设板子放在光滑的桌面上,摩擦力f2会使板子相对于桌面移动。 这时,摩擦力不仅不限制板的运动,反而辅助板的运动。 即使木板在力和f2的作用下仍处于静止状态,说明桌面作用在木板上的摩擦力与力f2大小相等方向相反,两者为彼此平衡。 在这种情况下,桌面和板之间的摩擦是静摩擦。 f1f2 图2F假设铁块和木板保持相对静止,如图2所示滚动摩擦时摩擦力的方向,木板被绳索拉动沿水平桌面加速。 在这些情况下,铁块与板之间的摩擦是静摩擦(因为铁块与板之间没有相对滑动),板与台面之间的摩擦是滑动摩擦。 今天我们要问:铁块与木板之间的静摩擦力的方向是什么? 根据牛顿第三定理不难看出,铁块作用在木板上的静摩擦力f2的方向与木板运动的方向相反,制约了木板的运动木板; 而木板作用在铁块上的静摩擦力f1的方向与绳索拉力F的方向相同,有利于铁块移动。 由于这个静摩擦力 f1,铁块可以跟随木板加速运动。kns物理好资源网(原物理ok网)

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假设摩擦力f1太小,导致铁块产生的加速度大于木板产生的加速度。 在这种情况下,铁块与木板之间就会发生相对滑动,于是静摩擦就变成了滑动摩擦。 无论滑动摩擦还是静摩擦,摩擦力f1的方向总是与绳索拉力F的方向一致,也就是说,总是需要拿起铁块做加速运动。 上面讨论的铁块或木板的运动是针对桌面的(即以月球为参照物),所以摩擦方向和运动方向按牛顿运动定律解释(均指地面的运动)关系很清楚。 还有朋友经常问:课本上说摩擦的方向总是和相对运动的方向相反,也就是说摩擦总是阻碍物体的相对运动。 为什么在前面的分析中摩擦力也会帮助物体运动呢? 羊毛布? 关于快递公司的问题 关于快递公司的问题 关于钱币加工的问题 关于圆的边长和面积 关键题型 关于解多项式群的问题 关于南海问题在哪里? 教科书上提到的摩擦力方向总是与相对运动方向相反,我们应该怎么理解呢? 显然,这涉及到参照物的选择。 为了更清楚地说明这个问题,我们用具体的数据来分析一个例子:假设铁块的质量m=10g,铁块与木板之间的滑动摩擦系数μ=0.04。 现在铁块正以加速度a=60cm/s2向图2中的水平方向运动,请问铁块将如何运动? 如前分析,木板对铁块的摩擦力(静摩擦或滑动摩擦)使铁块沿木板运动方向加速。kns物理好资源网(原物理ok网)

至于能不能以同样的加速度(a=60cm/s2)跟板,就看摩擦力的大小了。 根据本题数据,滑动摩擦力a=mf1 =0.010.04×0.01×10 m/s2=0.4m/s2,可见铁块在加速度a=60cm/s2,即铁块与木板之间有相对滑动。 其实这里说的加速度是相对于地面的,也就是说以地面为参照物来讨论铁块和木板的运动。 而且,对于铁块对木板,即以加速的木板为静止参照物时,铁块的加速度(沿木板向后滑动的加速度)约为0.21m/s2 ,方向向左,与木板作用在铁块上的摩擦力f1 相反。 可以看出,对于不同的参照物,观察到的运动情况是不同的。 如果不先确定参照物,就很难判断物体是否在运动,更不用说运动的方向了。 因此,教科书上所说的“运动方向”,是指两个相互摩擦的物体之间相对运动的方向。 从几个反例可以看出:任意两个相对滑动或接触并保持相对静止的物体之间发生的滑动摩擦或静摩擦,总是会阻碍三者的相对运动。 或者可以说,A作用于B的摩擦力方向与B作用于A的运动方向相反,B作用于A的摩擦力方向与A作用于B的运动方向相反.所以摩擦的方向总是与相对运动的方向相反。kns物理好资源网(原物理ok网)

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然而,中学热学所讨论的物体运动,通常以月球为参照物; 以加速的木板作为参照物我们是很不习惯的,所以在分析摩擦方向和大致的运动方向时,以月球为参照物来观察运动会更加方便清晰两个物体像以前一样相互摩擦。滚动摩擦时摩擦力的方向,所以在正常情况下,以月球为参照物,两个物体相互摩擦产生的摩擦力(静摩擦或滑动摩擦)对一个物体限制其运动,对另一个物体限制其运动。 帮助它移动。 事实上,如果两个相互摩擦的物体在力的作用下向相反的方向运动,那么摩擦力就会阻碍每个物体的运动。 需要强调的是,在自然界和技术中可以找到许多摩擦导致或辅助物体相对于地面运动的反例。 人走路时,靠手掌与地面的静摩擦力推动身体向前; 车辆或机车的牵引力实际上是由驱动轮与桥面或钢轨之间的静摩擦力提供的。 没有这个静摩擦力或静摩擦力太小,驱动轮就会抱死,滑动摩擦力小于静摩擦力,就会导致起步困难。kns物理好资源网(原物理ok网)

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