高二数学磨擦力公式的知识点篇1
(1)滑动磨擦力:f=N
说明:a、N为接触面间的弹力,可以小于G;也可以等于G;也可以大于G
b、为滑动磨擦系数,只与接触面材料和粗糙程度有关,与接触面积大小、接触面相对运动快慢以及正压力N无关.
(2)静磨擦力:由物体的平衡条件或牛顿第二定理求解,与正压力无关.
大小范围:Of静fm(fm为最大静磨擦力,与正压力有关)
a、摩擦力可以与运动方向相同,也可以与运动方向相反,还可以与运动方向成一定倾角。
b、摩擦力可以作正功,也可以作负功,还可以不作功。
c、摩擦力的方向与物体间相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反。
d、静止的物体可以受滑动磨擦力的作用,运动的物体可以受静磨擦力的作用。
高二数学磨擦力公式的知识点篇2
1.正确理解形成磨擦力的条件
要正确剖析出物体是否受磨擦力作用,就必须全面认识形成磨擦力的条件。形成磨擦力的条件有三:
①粗糙接触面。磨擦力是接触力,它只能形成在两互相接触、表面粗糙的物体之间。在理想情况下,若觉得接触面“光滑”,则不考虑磨擦力的存在。
②正压力的存在。正压力的存在是形成磨擦力的前提。若果两互相接触的物体之间无挤压作用,则接触面上的磨擦力也将为零。有些朋友觉得压力与物体所受重力大小相等,这是十分错误的。在不同的数学情境中,正压力的形成缘由是不同的。
③物体之间存在相对运动或相对运动趋势。在剖析物体是否受磨擦力作用时,应考虑被研究的物体相对于与之接触的物体有无相对滑动或有无相对运动的趋势。[注:所谓“相对运动趋势”的方向是指两个互相接触的物体之间,如果没有磨擦力作用时,即将发生相对滑动的方向。]诸如:擦黑板时,黑板处于静止状态,但它相对于黑板擦发生了相对运动,进而黑板将遭到滑动磨擦力作用。
形成磨擦力的三个条件缺一不可。物体间不接触静止摩擦力怎么算,谈不到磨擦力;接触面“光滑”,不计磨擦力;粗糙接触的物体间有互相挤压但没有相对运动或相对运动趋势,不会形成磨擦力;有相对运动或相对运动趋势,但接触面间无压力存在,接触面上磨擦力也将为零。
2.正确应用磨擦力的估算公式
在数学问题的求解中,一些同事不能对问题作具体的剖析与思索,而是生搬硬套、盲目乱用公式,进而导致求解错误。在对磨擦力的估算中就常犯这类错误。在求解磨擦力大小之前,必须首先剖析物体的运动状态,判定是滑动磨擦还是静磨擦。对于静磨擦,静磨擦力的大小取决于物体的受力情况和运动情况,随外界其它诱因的变化而变化,静磨擦力大小的取值范围为fm>(或=)f静>(或=)0,具体数值只能依据物体所处的状态,由力的平衡知识或牛顿运动定理求解。只有最大静磨擦力才是fm=u0N,其中u0为静磨擦乘数。最大静磨擦力实际上小于滑动磨擦力,但在没有说明的情况下可以觉得它们近似相等。对于滑动磨擦,磨擦力大小的估算公式为f=uN,其中u为动磨擦质数,其值与接触面的'材料以及接触面的情况(如粗糙程度)有关(课本上的动磨擦乘数表上只指出了接触面的材料),而与接触面积的大小,物体运动的速率(或加速度)无关;N为两接触面间的正压力。对于滑动磨擦力来说,因为f=uN,为此,只要u一定,则f与N成反比,N的变化决定了f的变化,假如N是某个数学量(如时间t、速度v等)的函数,则f也就是该化学量的等次函数。所以,要正确求解滑动磨擦力,就必须优先确定正压力N。其实,对于滑动磨擦力的求解,我们还可以依据物体受力情况,由力的平衡知识或牛顿定理求出。
3.正确判断磨擦力的方向
磨擦力的疗效总是起着阻挠物体相对运动的作用,其方向总与接触面相切,与物体相对运动或相对运动的趋势方向相反。并且,磨擦力的方向并不总与物体运动方向相反,它可与物体运动方向相同,还可以与物体运动方向成任意倾角。
由此可见,磨擦力方向总是制约物体的相对运动或相对运动趋势,而不是制约物体的运动。磨擦力既可以为阻力也可以为动力,我们不能由物体的运动方向来轻易确定磨擦力方向。
对磨擦力方向的确定通常有两种方式:
①根据“摩擦力方向总与相对运动或相对运动趋势方向相反”来判别。对相对运动趋势的判定可采用“假设法”(或称添油法)判断:假设在两相对静止的物体间添加润滑油,进而使两物体间的磨擦力不存在,看此时两物感受发生如何的相对运动来确定。
【例】如图所示,在一条水平的传送带上放着一个物体A,物体A随着传送带一起往右作匀速直线运动,则此时物体A遭到的传送带对它的磨擦力方向怎样?
情境分析:此情境初看比较复杂,很容易跟“刚开始运动”或“正在减速”的情境相混淆。假如物体A与传送带之间存在磨擦力,这么这个力必将在水平方向上,或水平往右,或水平向左。因为物体A作匀速直线运动,既没有加速,也没有减速,即物体A相对于传送带来说是静止不动的,因而说,它既没有往前加速的趋势,也没有要停出来的趋势,故物体A与传送带之间不存在磨擦力。可见,本题的关键句子是“物体A随着传送带一起往右作匀速直线运动”。
②根据物体运动状态,由牛顿定理来确定。
【例】如图所示,一质量为m的货物置于夹角为α的传送带上随传送带一起向下或向上做加速运动.设加速度大小为α,试求两种情况下货物所受的磨擦力。
解析:物体m向下加速运动时,因为沿斜面向上有重力的分力,所以要使物体随传送带向下加速运动,传送带对物体的磨擦力必将沿传送带向下.物体沿斜面向上加速运动时,磨擦力的方向要视加速度的大小而定,当加速度为某一合适逢时,重力沿斜面方向的分力正好提供了所需的合外力静止摩擦力怎么算,则磨擦力为零;当加速度大于此值时,磨擦力应沿斜面向上;当加速度小于此值时,磨擦力应沿斜面向下。
向下加速运动时,由牛顿第二定理,得:所以F-=ma,方向沿斜面向下
向上加速运动时,由牛顿第二定理,得:—F=ma(设F沿斜面向下)
所以F=-ma
当a0.与所设方向相同——沿斜面向下.
当a=gsina时,F=0.即货物与传送带间无磨擦力作用.
当a>gsina时,F
小结:当物体加速运动而磨擦力方向不明晰时,可先假定磨擦力向某一方向,之后应用牛顿第二定理导入表达式,再结合具体情况进行讨论。