这些情况是有可能出现的,公式f=μN说的是滑动磨擦力的大小(其中f为滑动磨擦力,μ为滑动磨擦系数,也就是题目所说的磨擦因子,对于两个确定材料之间的磨擦系数是不变的,N为物体对平面的压力,支持力是压力N的反斥力),并不是静磨擦力的大小。
咱先说一下滑动磨擦力的情况:
从f=μN公式中可以看出滑动磨擦力f的大小与压力N成反比,这个公式除了适用于水平面的滑动,也适用于斜面的滑动。斜面比起水平面,只不过是物体对平面压力N变小(其实对平面压力的反斥力――对物体的支持力F支=N也就变小)而已,这是由于对平面形成压力的物体重力mg有了一个沿着斜面方向的分力G1,因而降低了对斜面垂直方向的压力N,这样按照f=μN,滑动磨擦力f也会变小,但是斜面角度θ越大,N越小(由于N=mgcosθ),f就越小,它的方向顺着斜面方向向斜上方。
以上是对滑动磨擦力在水平面和斜平面上的简单剖析,同一个物体在斜面上的滑动磨擦力是大于在水平面上的。哪静磨擦力呢?下边我们再来看一下静磨擦力的情况:
所谓静磨擦力是两个互相接触的物体,当其接触表面之间有相对滑动趋势,但尚保相对静止时,彼此作用着制约相对滑动的力。从概念上可以看出静磨擦力的形成必须具有滑动趋势,换句话说,必须存在“外力”。
静磨擦力比较复杂,目前它没有确定的公式,而且它存在一个最大值(Max),静磨擦力的大小随着对它的推力或拉力的减小而减小(数值在0到Max之间)。在水平面上,假如没有对物体施加推力或拉力,这么它深受的静磨擦力为0;
倘若其他条件都不变,只是把水平面弄成斜面,这么它将遭到静磨擦力,方向为顺着斜面向斜上方,缘由就是物体遭到了一个顺着斜面向斜下方向的重力分力G1,这个重力分力相当于一个拉力,它的大小(mgsinθ)随着斜面角度α的减小而减小,而物体遭到的静磨擦力也越来越大(直至F1减小到足以带动物体顿时最大静摩擦力公式,静磨擦力也达到最大值(Max),然后静磨擦力变为滑动磨擦力,数值迅速变小)。而垂直于斜面方向的另一个重力分力G2=cosθ却越来越小,对斜面垂直方向的压力N就越来越小,这么压力N的反斥力也越来越小。
由上剖析可知:
磨擦质数不变,物体在斜面上遭到的支持力比在水平面上要小,而在斜面上遭到的磨擦力相比在水平面上变大了。其实这个磨擦力指的应当是静磨擦力最大静摩擦力公式,而非滑动磨擦力。因为最大静磨擦力是小于滑动磨擦力的,因而在静磨擦力达到最大值之前会仍然降低变大。