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高一物理摩擦力難題及詳解

生活 更新时间:2024-08-07 01:18:59

高一物理摩擦力難題及詳解?上接前文,下面我們來認識一種新的力——摩擦力,首先在日常生活中當我們提到“摩擦”這個動詞的時候,不難想象這些情景例如闆擦在黑闆上摩擦,用腳在地面上摩擦等等你會很容易想到,對于摩擦這一個動詞的前提,就是說你想要摩擦,第一步是什麼,首先得有兩個物體吧,其次還有重要的一點就是它們得相互接觸吧,我來為大家講解一下關于高一物理摩擦力難題及詳解?跟着小編一起來看一看吧!

高一物理摩擦力難題及詳解(從常識出發看待中學物理)1

高一物理摩擦力難題及詳解

摩擦力

上接前文,下面我們來認識一種新的力——摩擦力,首先在日常生活中當我們提到“摩擦”這個動詞的時候,不難想象這些情景。例如闆擦在黑闆上摩擦,用腳在地面上摩擦等等。你會很容易想到,對于摩擦這一個動詞的前提,就是說你想要摩擦,第一步是什麼,首先得有兩個物體吧,其次還有重要的一點就是它們得相互接觸吧

有了這兩個必要的前提,下面我還是從力的三要素方面來考究一下它。

大小和方向

像前面所講的,與二力平衡的受力情況所對應的運動狀态中所提的,當物體受平衡力時它的速度v不變,反過來當速度v不變時,我們可以得知它受的是平衡力。所以像教科書中所說的實驗,彈簧測力計拉小木塊,其實在生活中也有類似的例子,比如你推一個桌子,你的力量從小到大逐漸增加,當你用比較小的力F1推它時,桌子沒有動,你很容易根據它的運動狀态(靜止)判斷出它的受力情況(二力平衡),也就是說桌子由于受摩擦力而沒有被推動,此時一對平衡力f摩=F1。當你再加大勁比如用F2推它時,你雖然能明确感覺到F2>F1,但你發現桌子仍舊沒動,所以此時你很容易得到f摩=F2。這就很奇怪了,f摩=F2>F1=f摩。仔細思考發現摩擦力f本身好像是一個變量,會随着你推力的增加以同樣的程度增加。接下來你再加勁去推桌子,在某一瞬間桌子突然動了,也就是說它有了一個速度v,根據前面所講的,隻有讓桌子的速度v不變時,才可以确定它是受平衡力的作用。

這時你再仔細體會一下整個過程中摩擦力f的大小變化情況,好像就是f摩從零開始,随着推力逐漸增加,f摩逐漸增加,始終保持着桌子靜止,直到某一時刻f摩再也沒有能力阻止桌子的運動了,于是桌子開始動了,再後來f摩會保持某一恒定值不變。這裡涉及兩個運動狀态,一是速度為零時靜态摩擦力,根據之前講的用運動狀态确定受力情況,可以知道f摩的大小随推力的大小而改變,而且根據二力平衡條件可知它的方向是與推力完全相反并在同一條直線上的。這裡要注意到,在考究靜态物所受摩擦力的時候,你是難以用運動方向來判斷摩擦力的方向的,隻能說以運動趨勢來判斷,比如你向前推桌子,它雖然沒動,但是會有一種運動的趨勢。再例如拿起一個物塊,把它推在豎直的牆上固定住,它由于受重力作用就會有向下運動的趨勢,也可以得知它受摩擦力的方向向上。

當一物在另一物上滑動時,它們之間是滑動摩擦力,在考究滑動摩擦力時,同學們很容易好奇,兩物之間摩擦力大小與什麼有關,你可以現象一下如果你推一張桌子,當你的同學坐在上面時,你可能需要加把勁才能推得動,那麼你很容易想到是因為有人使得桌子和地面接觸面壓力增大了,所以摩擦力就變大了

同學們可以再想象一下,當你把桌子放在光滑的冰面上時,你再推它,可能就比在教室地面上容易得多,這也很容易想到是因為接觸的物體不同了,也就是接觸面之間的粗糙程度不同造成了這種區别。所以滑動摩擦力與接觸面壓力以及接觸面粗糙程度有關系。

同學們還可以想象一下摩擦力與接觸面的面積是否有關系呢?如何改進教科書上的實驗去驗證它?

下面談談摩擦力在生活中的應用,主要分為兩個方面,有利和有害,這裡所謂的利害其實是完全出于人類主觀的一種認識,我們希望它減少甚至為零的就是有害摩擦力,例如交通運輸工具的行駛。我們希望增大的就是有益摩擦力,例如交通工具的刹車制動系統,總而言之,無論是哪方面,改變摩擦力都是從兩方面着手,就是接觸面壓力和接觸面粗糙程度。

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