摩擦力的概念
高中物理课本必修课一第57页,有如下摩擦力的定义:
当两个相互接触的物体发生相对运动或有相对移动的趋势时,接触面上就会产生一个阻碍它们相对滑动的力。 这种力称为摩擦力。
从广义上讲,在液体和气体中运动的物体也会受到摩擦力。 摩擦力是我们周围非常重要的力量。
没有摩擦的世界是“可怕的”:走路时会摔倒,鞋带无法系紧什么是摩擦力以及在生活中的应用,螺钉和钉子无法固定物体……当然,我们不能认为摩擦是有益的,比如工业机械零件。 轴承中的摩擦和汽车气缸中的摩擦都是有害的。
产生摩擦力的条件
产生摩擦的条件是:两个物体直接接触,相互挤压,接触面粗糙,有相对运动或有相对运动的趋势。 这四个条件缺一不可。 两个物体之间的弹力是两个物体之间发生摩擦的必要条件,但不是充要条件。 换句话说:没有弹性就不可能有摩擦,但有弹性也不能保证一定会有摩擦。
以上虽然是对教材中摩擦力概念非常重要的理解,但并不是高考物理的重点内容。 高考的重点和难点在于探索摩擦的分类和方向的确定。 从分类来看,摩擦可分为滑动摩擦和静摩擦两种。
滑动摩擦力
在摩擦的分类中,若发生相对滑动,则为滑动摩擦;若发生相对滑动,则为滑动摩擦;若发生相对滑动,则为滑动摩擦。 否则为静摩擦力。 我们先来分析一下滑动摩擦力的大小。
滑动摩擦力的大小必须使用公式 f=μN 计算。
(1)接触力中,首先要分析两个物体之间的弹力N,然后分析摩擦力的大小。
(2) 公式f=μN只有在存在滑动摩擦时才能使用,其中N代表物体之间的压力,不一定等于物体的重力G。 只有在水平面上N才能与重力mg一致。
静摩擦力
两者之间只有运动的趋势,但没有相对运动的摩擦力称为静摩擦力。
(1) 必须清楚,静摩擦力的大小不能用滑动摩擦定律f=μN来计算。 严格来说,其最大值略大于滑动摩擦力。 然而,在大多数试题中,往往给出这样的条件:静摩擦力的最大值等于滑动摩擦力,即fm=μN。
(2)静摩擦力的大小应根据物体的受力和运动(“被动力”)来确定。 其可能的取值范围为:0<p=""> <p="">
关于判断摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力的讨论
很多时候,对于一道涉及摩擦的综合力学题,我们无法根据题意立即判断是静摩擦还是滑动摩擦。
这时,解决问题的第一步就是确定摩擦力的性质。 如果这一步做得不好,你将无法进行下一步。
首先,假设是静摩擦力,两者是一个整体,求整体的加速度。 有没有可能利用单个物体(通常是只受到摩擦力的物体)的大静摩擦力来提供这个加速度(这时候问题往往告诉我是滑动摩擦力)。
1、如果可能的话,假设为真,两者之间存在静摩擦力。
2. 如果假设不成立,则一定是滑动摩擦。
这是高中第一学期教授的知识。 希望大家不要认为我上面的分析是废话。 作者很负责任地告诉你,很多高中生在这里复习的时候都存在问题。
正如本文标题所示,机械谜题的分析并不是那么简单。 可能,这个问题中的摩擦力(动态或静态未知)可能只是 4 或 5 个力(甚至更多)中的一个。 此时的判断是非常复杂的,需要你冷静地思考通过上述过程一步步进行。
确定摩擦方向
有两种方法可以确定摩擦力的方向。 一是书上的定义。 即:摩擦力的方向总是阻碍运动的方向或运动的趋势(方向)。
另一种是假设法。
假设界面绝对流畅,会出现什么样的情况,而这种情况与常规事实(或者问题的含义)不符; 使用这个(摩擦力为“事实”提供动力)来确定摩擦力的方向。
该假设对于静摩擦和滑动摩擦均成立。
高中物理力学中的摩擦是一个难点,尤其是与电磁学结合时,涉及到静摩擦转化为滑动摩擦的关键问题的分析。
摩擦做功的特点
摩擦力所做的功是比较复杂的。 同学们可以到物理网视频区观看我们的视频,里面有专门的视频讲解。 下面,的编辑总结了一些重要的结论,同学们可以自行推论。
1.静摩擦做功的特点
1、静摩擦力可以做正功、负功、或不做功。
2、静摩擦做功的过程中,只有机械能的相互传递(静摩擦起传递机械能的作用),而没有将机械能转化为其他形式的能量。
3. 在相互作用的系统中,一对静摩擦力所做的功的代数和始终为零。
2. 滑动摩擦做功的特点
1.滑动摩擦不能做功
如果两个相对运动的物体之一相对于地面静止,则滑动摩擦力对该物体不起作用。
2、滑动摩擦可以做正功
例如,如果在卡车车厢内放置一个木箱,卡车突然加速,木箱相对于卡车向后滑动,但相对地面向前移动,则卡车对木箱的滑动摩擦力盒子会做积极的工作。
3.滑动摩擦可以做负功
在上面的例子中,木箱在卡车上的滑动摩擦力对卡车做了负功。
4. 在相互作用的系统中,一对滑动摩擦力所做的功始终不为零。 其绝对值恰好等于滑动摩擦力与相对位移的乘积,等于系统损失的机械能。
5、一对滑动摩擦力做功的过程中,有两种能量转换的情况:一是相互摩擦的物体之间机械能的传递;二是相互摩擦的物体之间的机械能的传递。 另一种是将机械能转化为内能,转化后的内能的大小等于滑动摩擦力与相对位移的乘积。
高中物理关于幂的知识点
权力的概念
功率是描述做功速度的物理量。 功率是指单位时间内用力所做的功。
功率的单位是瓦(w),日常生产中也常用千瓦(kw)作为功率单位。 注意功率单位和功单位的区别。 功率的单位是瓦或千瓦,能量的单位是焦耳,也用千瓦·小时表示。 我们日常生活中的一千瓦时电意味着一千瓦特·时。
功率公式
功率是描述做功速度的物理量。 功率的定义为:P=W/t。 当t不为无穷小时,公式计算出的功率为t时间内的平均功率。 当△t为很小的值时,P=△W/△t可以代表此时的瞬时速度。
力学研究的功率和电学研究的功率有很大区别。 让我们在这里分类讨论它们,如下:
(1)力学中的功率公式
功率的另一个计算公式:P=Fvcosθ,其中θ是力与速度之间的角度。 该公式可以通过两种方式使用:
①求某一时刻的瞬时功率。 此时,F为该时刻的力,v取瞬时值,对应的P为F在该时刻的瞬时功率;
② 当 v 为一定位移(时间)内的平均速度时,要求 F 在这段位移(时间)内必须为恒力,对应的 P 为 F 在这段位移(时间)内的平均功率。时间。
重力的功率可以表示为P=θ,即重力的瞬时功率等于重力与该时刻物体的垂直分速度的乘积。
上面我们讨论了力学中的功率,接下来我们分析电力中的功率。
(2)电的功率公式
电功率的计算公式是电压乘以电流。 这个公式就是电功率的定义。 它始终是正确的并且适用于任何情况。
电功率的基本公式:P=U*I; 我们将根据下面的基本公式进行推导。
推导 1:纯电阻电路中电功率的表达式
当电路为纯电阻电路,即电路中只有电阻,仅将电能转换为热能时什么是摩擦力以及在生活中的应用,也可以利用欧姆定律进行转换。
P=U^2/R=I^2*R;
推导2:电动机功率的计算
非纯阻电路中的功率计算以电机功率来介绍。 电机的总功率换算为两部分,一部分是内部消耗的热功率,另一部分是传递给外界的机械功率,可以表示为以下公式:
P总计=I^2*r+P机;
请注意,焦耳热功率只有这个表达式。 由于它是非纯电阻电路,因此不能用欧姆定律代替。
推导3:功率在动能定理中的应用
动能定理的内容:合外力的功等于动能的变量。
动能定理的公式为:
W合=△Ek;
对于恒功率的工作过程,我们也可以表示为:
Pt=△Ek;
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