和记娱乐滑动摩擦力可以做正功

 

2020-06-19 10:42

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  如有你有帮助,请购买下载,谢谢! 滑动摩擦力可以做正功,负功,不作功,静摩擦力可以做正功,负功,不作功,请分别 举一个例子,谢谢@~~~~ 常见问题 1: 怎样分析和计算摩擦力? 答:在计算摩擦力大小之前,必须首先分析物体的运动情况,判明是静摩擦力还 是滑动摩擦力。如果是滑动摩擦力,可用公式 f =μN 计算,式中的 μ 是摩擦系 数;如果是静摩擦力,则一般根据物体的运动情况(静止、匀速运动、或变速运 动),利用平衡条件或运动定律列方程求解。 判定滑动摩擦力的方向一定要把握“滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反” 这一判定依据。具体做法是:先选择受摩擦力的物体为研究对象,再以与这个研 究对象直接接触的物体为参照物,找出研究对象相对于参照物的速度方向,那么, 滑动摩擦力的方向就与该相对速度的方向相反。 判断静摩擦力方向的依据是:“静摩擦力的方向总是跟接触面相切,且跟物体相 对运动趋势的方向相反”。具体做法是:首先选择受静摩擦力的物体为研究对象, 再选与这个研究对象相接触的物体为参照物,然后假设接触面光滑,来判断研究 对象相对参照物的速度方向,即相对运动趋势方向。那么,静摩擦力的方向就与 相对运动趋势的方向相反。 常见问题 2: 如何正确判断摩擦力的方向? 答:摩擦力是阻碍物体相对运动的力,有些同学就把理解摩擦力的方向为与物体 运动的方向相反,其实是不对的,严格地讲,摩擦力的方向是和物体相对运动趋 势的方向相反。 常见问题 3: 火车头能做得轻便些吗 解答: 这可不行! 原因倒不是因为材料和技术不允许,而是,火车头一旦做的轻了,它对后面车厢 的拉力就会明显减少。 火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力。当火车前进时,车轮 向后推铁轨,铁轨反过来向前推车轮。这个相互推的力产生在车轮与铁轨相接触 的地方,叫做摩擦力。 摩擦力的大小与两物体(车轮与铁轨)压紧的力的大小有关,若是火车头做的轻 便了,那么这个压紧的力就减小了,火车就拉不动后面的车厢了,你说是吗? 常见问题 4: 在什麽状态下可确定物体不受摩擦力? 解答: 物体间有接触,但没有相对运动或没有相对运动趋势时,就没有摩擦力。 常见问题 5: 摩擦力就是阻力吗? 解答: 不一定,日常生活中人们习惯地认为摩擦力就是阻力,它的方向与其运动方向一 定相反,显然就是对摩擦力的肤浅认识和片面理解,物体受到的摩擦力的方向便 与其运动方向相同是动力。例如,人走路摩擦力就是动力而不是阻力。 常见问题 6: 摩擦力对风的影响 解答: 离地面 1.5 公里的近地面层大气里,风不仅受到气压梯度力和地转偏向力的制约, 而且还受到地面摩擦力的干扰。地面摩擦力的影响可以达到 1.5 公里的高度,因 此 1.5 公里以下的气层就被称为摩擦层。 1页 如有你有帮助,请购买下载,谢谢! 在摩擦层里,风走在粗糙不平的地表面,受到摩擦力的作用,风速不得不减小下 来。由于地表粗糙程度不一,摩擦力的大小不同,风速减小的程度也就不同。一 般来说,陆面摩擦力比海面大;而在陆面上的摩擦力,山地又比平原大,森林又 比草原大。摩擦力不仅会削弱风速,同时也干扰了风向,破坏气压梯度力与地转 偏向力之间的平衡。 常见问题 7: 摩擦力做正功还是负功? 解答: 摩擦力可以做:正功、负功和不作功 1、静摩擦力:手握重物向上运动时,静摩擦力做正功 手握重物向下运动时,静摩擦力做负功 手握重物不运动时,静摩擦力不作功 2、滑动摩擦力: 行驶的火车上,一个物体沿斜面向车行方向滑下,滑动摩擦力做负功 行驶的火车上,一个物体沿斜面向车行反方向滑下,滑动摩擦力做正功 用板擦擦黑板,滑动摩擦力对黑板不作功 常见问题 8: 相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大吗? 解答: 相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大这句话不对.因为当摩擦力到一定 数值后,正压力只相当于作为压紧产生摩擦力的条件了.举例理解:在竖直墙壁上 的物体,背力压紧处于静止状态.这时重力和静摩擦力平衡.当压力增大时,物体还 静止,故静摩擦力不变. 常见问题 9: 摩擦力的大小是多少? 水平桌面上放着一重 100N 的物体,桌面与物体间的摩擦因数为 0.2,当依次用 5N,10N,30N 的水平拉力拉该物体时,物体受到摩擦力的大小依次是多少? 解答: 一般情况下,我们可以认为物体间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。 所以我们可以知道此物体与桌面间的最大静摩擦力为 f 静=20N 当水平拉力为 5N 时,很显然物体不动,此时为静摩擦力,且静摩擦力的大小与 物体所受的拉力大小相等,方向相反。即 f1=5N。 当拉力为 10N 时,同样物体不动,此时的静摩擦力大小仍与所受拉力相等,为 f2=10N。 当拉力为 30N 时,此时已超过物体的最大静摩擦力,物体开始滑动,物体与桌 面间此时为滑动摩擦力,大小为 f3=20N。 常见问题 10: 开车上班时,紧急煞车最有效的方法是什么? 解答: 开车上班的人愈来愈多了。好处是不用担心电车、公车的时刻,挤车等烦人的事, 还可以舒舒服服地坐在车内去上班。车子奔驰中,万一前面突然有人、车冲出来, 这时紧急煞车怎样操作比较好呢? 这时,大部分的人都会用力一踩煞车,让车轮整个停住。但是,站在力学的观点, 这到底是不是最好的方法呢? 在此我们先了解一下摩擦力。 2页 如有你有帮助,请购买下载,谢谢! 一个物体一面与另一物体的面接触,一边开始滑动或正在滑动,此时阻碍这滑动 的力量就是摩擦力。 这种摩擦力有两种,物体尚未滑动时,因接触面而生之摩擦力叫做静摩擦力 ( statical friction ) ; 正在滑动时,接触面所产生之摩擦力叫做动摩擦力 ( dynamical friction ) 。 静摩擦力中,开始滑动前之最大摩擦力叫做最大静摩擦力。动摩擦力通常比最大 静摩擦力小。让物体在地板上滑动时,最初需要大的力量,一旦滑出去之后,就 能以小的力量来滑动。最大静擦力及动摩擦力均与物体推压接触面的力量成比例。 这些摩擦力与物体推压接触面的力量的比,即称为静摩擦系数及动擦系数。 摩擦系数与接触面积的大小无关,而是依两个物体表面的性质及状态而决定的值。 再回到汽车制动的话题。因为动摩擦力比最大静摩擦力为小,所以踩下煞车时, 轮胎不滑动比滑动比滑走较能发生摩擦的作用。 在干的沥青路面上,车轮旋转时的静摩擦系数为 0.8 左右,滑走时的动摩擦系为 0.6 以下。滑走时,更糟的是沥青及轮胎面熔化,车辆有如在薄薄液体上滑走, 更不易控制。即使条件相同,车辆一边滑走一边渐停下来的情形比轮胎一边旋转 一边渐停下来的情形,多走约百分之二十的距离。 因此,最有效的紧急煞车是不让车轮完全煞住;而是稍微松煞车,让车轮能适度 旋转以免起滑为宜。 换句话说,在最大静摩擦与动摩擦之分界处操作煞车。即在快要起滑前,稍微放 松,使之产生最大静摩擦力的煞车作用。 常见问题 11: 急刹车 在急刹车时,为了使汽车尽快停下,尽力踏制动板使汽车车轮死锁不转动,这样 的作法对吗? 解答: 在这种情况下,车轮与路面间的滑动摩擦系数小于滚动摩擦系数。大家都知道, 在刹车时,如果车轮继续往前转动的话,它与路面的摩擦比车轮在路面上滑动(不 转动)时要大。在干燥平坦的柏油路上,滚动的摩擦系数约为 0.8,而滑动摩擦系 数为 0.6 或更小。这是因为车轮在路面上开始打滑时,沥青和轮胎都会熔化,车 子实际是在一层薄薄的液体上滑行。在其它条件相同的情况下,车子在滑行中制 动比滚动中制动的行程长 20%。所以,要使车子尽快停下来,在用力踩制动板 时要以不令车轮完全停止转动为原则。(这也是现在汽车中的防死锁装置 ABS 的 作用) 常见问题 12: 关于摩擦 问题: 关于摩擦的本质 解答: 1.凹凸啮合说.是从 15 世纪至 18 世纪,科学家们提出的一种关于摩擦本质的 理论,啮合说认为摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的.两个物体接 触挤压时,接触面上很多凹凸部分就相互啮合.如果一个物体沿接触面滑动,两 个接触面的凸起部分相碰撞,产生断裂、摩损,就形成了对运动的阻碍. 3页 如有你有帮助,请购买下载,谢谢! 2.粘附说.这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论.最早由英国 学者德萨左利厄斯于 1734 年提出,他认为两个表面抛得很光的金属,摩擦会增 大,可以用两个物体的表面充分接触时它们的分子引力将增大来解释. 上世纪以来,随着工业和技术的发展,对摩擦理论的研究进一步深入,到上世纪 中期,诞生了新的摩擦粘附论. 新的摩擦粘附论认为,两个互相接触的表面,无论做得多么光滑,从原子尺度看 还是粗糙的,有许多微小的凸起,把这样的两个表面放在一起,微凸起的顶部发 生接触,微凸起之外的部分接触面间有 10-8 m 或更大的间隙.这样,接触的微 凸起的顶部承受了接触面上的法向压力.如果这个压力很小,微凸起的顶部发生 弹性形变;如果法向压力较大,超过某一数值(每个凸起上约千分之几牛顿), 超过材料的弹性限度,微凸起的顶部便发生塑性形变,被压成平顶,这时互相接 触的两个物体之间距离变小到分子(原子)引力发生作用的范围,于是,两个紧 压着的接触面上产生了原子性粘合.这时要使两个彼比接触的表面发生相对滑动, 必须对其中的一个表面施加一个切向力,来克服分子(原子)间的引力,剪断实 际接触区生成的接点,这就产生了摩擦. 人们通过不断实验和分析计算,发现上述两种理论提出的机理都能产生摩擦,其 中粘附理论提出的机理比啮合理论更普遍.但在不同的材料上,两种机理的表现 有所偏向:对金属材料,产生的摩擦以粘附作用为主,而对木材,产生的摩擦以 啮合作用为主.实际上,关于摩擦力的本质,目前尚未有定论,仍在深入探讨之 中. 常见问题 13: 自行车前后轮的摩擦 问题: 自行车前后轮的摩擦 解答: 自行车是我们每个同学都非常熟悉的交通工具,但在你骑车加速前进的过程中, 自行车前后轮所受的摩擦情况你能说清楚吗? 原来自行车的前轮自身本不会转动,而后轮在人的蹬动下而向前转动.设想若将 自行车悬吊于空中,人座在车上蹬车,则会发现车的前轮不动,而后轮会在链条 的带动下转动.此时若将车放置于水平地面上,如图 1 所示,则前轮将仍要保持 原来的静止状态,而后轮由于原来是转动的,所以其与地面相接触的点有沿地面 向后运动的趋势,所以后轮将受到向前的静摩擦力. 正是由于这个静摩擦力的作用,使得整个自行车由静止开始向前运动,车身向前 运动必然带动前轮也要向前运动,所以前轮与地面接触的点有沿地面向前运动的 趋势,因此前轮受到地面对它产生向后的静摩擦力.由于这个摩擦力的作用,前 轮开始绕轴转动. 可见,自行车在加速前进阶段,后轮所受静摩擦力的方向向前,而前轮所受静摩 擦力的方向向后. 常见问题 14: 产生摩擦力的条件是什么? 问题: 产生摩擦力的条件是什么? 解答: 4页 如有你有帮助,请购买下载,谢谢! 两个互相接触的物体之间要发生或已经发生相对运动时,接触面上才会产生一种 阻碍物体相对运动的力,即摩擦力,用“f”表示。摩擦力主要又分静摩擦力和滑动 摩擦力。由于运动的形式不同,还有滚动摩擦。 常见问题 15: 如何分析物体运动趋势和相对运动的情况 解答: 摩擦力问题主要应用在分析物体运动趋势和相对运动的情况,所谓运动趋势,一 般被解释为物体要动还未动这样的状态。没动是因为有静摩擦力存在,阻碍相对 运动产生,使物体间的相对运动表现为一种趋势。由此可以确定运动趋势的方向 的方法是假设静摩擦力不存在,判断物体沿哪个方向产生相对运动,该相对运动 方向就是运动趋势的方向。如果去掉静摩擦力无相对运动,也就无相对运动趋势, 静摩擦力就不存在。 常见问题 16: 理解摩擦力的概念时要明确的五个方面 解答: 第一.摩擦力是在两个物体互相接触时才可能产生.接触了要有相对运动趋势或已 经发生了相对运动,这时才会产生摩擦力. 第二.摩擦力是成对出现的,甲、乙两物体接触并有相对运动趋势或已经发生相对 运动,这时甲对乙产生了摩擦力作用,同时乙对甲也有了摩擦力作用. 第三.摩擦力有静摩擦和动摩擦两种.两物体接触有相对运动趋势,但没有相对运 动,这时的摩擦力就叫静摩擦力.如果相互接触的物体之间发生了相对运动,这时 的摩擦力就叫动摩擦力. 第四.物体接触时的相对运动.可能是滑动,也可能是滚动,所以摩擦力可能是滑动 摩擦力,也可能是滚动摩擦力. 第五.物体间有相对运动趋势是指物体处于要动而未动的状态,此时物体间仍是相 对静止的,所以不能认为静止的物体就不会受到摩擦力;相反,运动的物体不一定 就受到摩擦力作用.例如,物体 A 和 B 叠在一起以相同的速度沿水平面作匀速直线 运动,虽然两物体都在运动,但由于物体 A 和 B 的运动速度大小和方向都相同,它 们之间没有相对运动,所以两物体间没有摩擦力. 常见问题 17: 摩擦力 1 问题: 如图 4-8 所示,C 是水平地面,A、B 是两个长方形物块,F 是作用在物体 B 上 沿水平方向的力,物体 A 和 B 以相同的速度作匀速直线运动.由此可知,A、B 间的滑动摩擦系数 μ1 和 B、C 间的滑动摩擦系数 μ2 有可能是( ) A.μ1=0,μ2=0 B.μ1=0,μ2≠0 C.μ1≠0,μ2=0 D.μ1≠0,μ2≠0 解答: 解析:选 A、B 系统研究知 B、C 间存在摩擦力,故 μ2≠0;又 A、B 无相对运动 和相对运动趋势,A、B 间无摩擦力,但 A、B 间能否产生摩擦力不确定,即 μ1 =0 或 μ1≠0 均能实现题中所述状态. 答案:BD 常见问题 18: 摩擦力 2 问题: 5页 如有你有帮助,请购买下载,谢谢! 如图 4-9 所示,位于斜面的物块 M 在沿斜面向上的力 F 作用下,处于静止状态, 则斜面作用于物块的静摩擦力的( ) A.方向可能沿斜面向上 B.方向可能沿斜面向下 C.大小可能等于零 D.大小可能等于 F 解答: 解析:F<mgsinθ 时,M 有下滑趋势,所受摩擦力沿斜面向上;F=mgsinθ 时, 摩擦力为零;F>mgsinθ 时,M 有上滑趋势,所受摩擦力向下;特别当 0≤F≤mgsinθ 时,摩擦力的取值范围为:mgsinθ≥f≥0,可见,f>F、f<F、f=F 均有可能. 答案:ABCD 常见问题 19: 摩擦力 3 问题: 3.A、B、C 三块质量分别为 M、m 和 m0 的物体,作如图 4-10 所示的连结,绳 子不可伸长,且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦可不计,若 B 随 A 一起沿水平 桌面作匀速运动,则可以判定( ) A.物块 A 与桌面之间有摩擦力,大小为 m0g B.物块 A 与 B 之间有摩擦力,大小为 m0g C.桌面对 A,B 对 A 都有摩擦力,两者方向相同,合力为 m0g D.桌面对 A,B 对 A 都有摩擦力,两者方向相反,合力为 m0g 解答: 解析:对 AB 整体因平衡,故 f 桌=m0g,B 平衡 fAB=0 答案:A 常见问题 20: 摩擦力 4 问题: 重为 400 N 的木箱放在水平地面上,动摩擦因数为 0.25,如果分别用 70 N 和 150 N 的水平力推木箱,木箱受到的摩擦力分别为多少?(设最大静摩擦 力和滑动摩擦力相等) 解答: 解析:Fm=μFN=100 N,要推动木箱,推力必须大于或等于 100 N.当推力为 70 N 时,推力小于最大静摩擦力,木箱没动,其受到的是静摩擦力,由二力平 衡条件知:摩擦力和推力大小相等,即摩擦力大小为 70 N.当用 150 N 的水平 力推木箱时,推力大于最大静摩擦力,木箱与地面发生相对滑动,此时木箱受到 的是滑动摩擦力,大小为 100 N. 小结:(1)计算摩擦力时应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力,不能用 F=μFN 来计算静摩擦力; (2)在没有告诉最大静摩擦力的情况下,常常利用最大静摩擦力跟滑动摩擦力近 似相等来分析问题. 常见问题 21: 摩擦力 5 问题: 如图 1—4—6 所示,当水平拉力为 F 时,重为 G 的车轮刚能向台阶上滚.试分 析此时车轮的受力情况. 解答: 解析:车轮受拉力 F 和重力 G;车轮刚要向上滚动时,车轮与地面间不再挤压, 地面对车轮的支持力为零;台阶对车轮的弹力垂直于接触面(圆的切线页 如有你有帮助,请购买下载,谢谢! 车轮相对台阶有向下滑的趋势,台阶对车轮的静摩擦力 F′沿切线 即为车轮的受力图示. 小结:(1)受力分析的一般步骤和方法:①明确研究对象 ②隔离物体分析 ③按 先重力、后接触力(弹力、摩擦力)的顺序去分析.同时应注意分析时要防止“漏力” 和“添力”. (2)车轮刚要向上滚动是一临界状态.物理问题中经常涉及到各种各样的临界状 态,分析此类问题时要善于抓住临界状态的特征,找出其对应的隐含条件.例如 本题中临界状态的受力特征即为地面对车轮的弹力为零. 常见问题 22: 摩擦力 6 问题: 如图 1—4—8 所示,一辆汽车在平直公路上,车上有一木箱,试判断下列情况 中,木箱所受摩擦力的方向. 图 1—4—8 (1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动); (2)汽车刹车时(二者无相对滑动); (3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动); (4)汽车刹车,木箱在车上向前滑动时; (5)汽车在匀速过程中突然加速,木箱在车上滑动时. 解答: 解析:(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时,假设二者的接触面是光滑的,则 汽车加速时,木箱由于惯性要保持原有静止状态.因此它将相对于汽车向后滑动, 而实际木箱没有滑动,说明只有相对汽车向后滑动的趋势,所以,木箱受到向前 的静摩擦力. (2)汽车刹车时,速度减小,假设木箱与汽车的接触面是光滑的,则木箱将相对 汽车向前滑动,而实际木箱没有滑动,说明只有相对汽车向前滑动的趋势,所以 木箱受到向后的静摩擦力. 图 1—4—9 (3)木箱随汽车一起匀速运动时,二者无相对滑动,假设木箱受水平向右的摩擦 力,则其受力如图 1—4—9 所示,跟木箱接触的物体只有汽车,汽车最多能对 它施加两个力(支持力 F1 和摩擦力 F2),由二力平衡条件知:F1 与 G 抵消,但 没有力与 F2 抵消.力是改变物体运动状态的原因,木箱在 F2 的作用下,速度 将发生变化,不能做匀速直线运动,这与题意矛盾,所以假设错误,即木箱不受 摩擦力. (4)汽车刹车,木箱相对于汽车向前滑动,易知木箱受到向后的滑动摩擦力. (5)汽车在匀速过程中突然加速,木箱相对于汽车向后滑动,易知木箱受到向前 的滑动摩擦力. 小结:(1)假设法是判断相对运动趋势方向的有效方法; (2)摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同,也可以与物体运动的方向相反, 即摩擦力可以是动力也可以是阻力; (3)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,但不一定阻碍物体的运动; (4)静摩擦力不仅仅存在于两静止的物体之间,两运动的物体间也可以有静摩擦 力. 7页 如有你有帮助,请购买下载,谢谢! 常见问题 23: 摩擦力 7 问题: 用劲度系数 k=490N/m 的弹簧沿水平方向拉一木板,在水平桌面上做匀速直线运 动,弹簧的长度为 12cm。若在木板上放一质量为 5kg 的物体,仍用原弹簧沿水 平方向匀速拉动木板,弹簧的长度为 14cm。试求木板与水平桌面间的动摩擦因 数 μ。 解答: 精析 当只有木板在水平桌面上运动时,弹簧的拉力为 ,木板与桌面间的弹力 则① 当木板上放一质量为△m=5kg 的物体时,木板与桌面间的弹力 ,弹簧的拉力 ② 由②-①得 说明 本题也提供了一种测量物体间动摩擦因数的方法。由于木板与桌面间的弹 力变化,从而导致了木板与桌面间的滑动摩擦力也发生了变化,由于弹簧的弹力 与形变量成正比,所以两次的弹力之差也就与弹簧两次长度之差成正比。 8页

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