当前位置:                      

最大静摩擦力如何判断

在物理的学习过程中,很多同学对静摩擦力是否存在、怎么判定方向、何时才是最大静摩擦力的问题显得特别苦恼,要想弄明白这一点,首先要正确理解相对运动趋势的含义,因为相对运动趋势对于静摩擦力的分析判断而言,有着非常关键性的作用。今天小编就来教大家如何判断最大静摩擦力。

1、什么是最大静摩擦力

在静摩擦中出现的摩擦力称为静摩擦力。当切向外力逐渐增大但两物体仍保持相对静止时,静摩擦力随着切向外力的增大而增大,但静摩擦力的增大只能到达某一最大值。当切向外力的大小大于这个最大值时,两物体将由相对静止进入相对滑动。静摩擦力的这个最大值称为“最大静摩擦力”。

静摩擦力

2、静摩擦力方向判断方法

①设想它们的接触面将发生怎样的形变,某物体所受的静摩擦力的方向就是促使它产生形变的方向;

②在假设没有静摩擦力时,物体的相对运动方向就是实际有静摩擦力时的相对运动趋势方向;分析相对运动趋势方向时要以接触面上另一物体为参照物,故分析不同的接触面上的静摩擦力时要不断改变参照物;

③从分析物体的运动状态入手,运用牛顿运动定律分析。

特别要注意:静摩擦力与物体的运动之间没有必然的联系,因为静摩擦力并不是阻碍物体的运动,也不是阻碍物体的运动趋势,而是阻碍两个物体间的相对运动趋势。所以,静摩擦力对物体的运动可能起促进作用,也可能起阻碍作用。静摩擦力的方向与物体运动的方向可能相同、也可能相反、还可能是有任意的夹角。

3、最大静摩擦力的计算方法

若物体是静止的,当加在物体上的几个力有使物体沿接触面运动的趋势,但外加力尚未大得足以克服接触面间的静摩擦力,因而不足以使物体进入相对运动状态,这时的摩擦力由平衡方程确定,而不能应用式Fmax=fsFn。因为这时的摩擦力尚未达到最大值。静摩擦力的大小决定于使物体产生滑动趋势的切向外力,随着切向外力的增大而增大,且在零与最大静摩擦力Fmax之间,即0≤F≤Fmax。最大静摩擦力的大小与两物体间的正压力(即法向反力)N成正比,即Fmax=fN,f称为静摩擦系数。

当加在物体上的力,正好能使刚体沿接触面滑动,亦即达到“临界运动状态”,这时的摩擦力已经达到最大值,因而既可以由平衡方程确定,也可用Fmax=fsFn计算。

4、最大静摩擦力例题

例一:如图所示,A、B间的最大静摩擦力为3N,B与地面间的最大静摩擦力为6N,同时有方向相反,大小均为F=2N的两个水平力分别作用于A和B上,有下列几种判断:

例题

(1)A、B间的摩擦力为0;

(2)A、B间的摩擦力为2N;

(3)B和地面间的摩擦力为0;

(4)B和地面间的摩擦力为2N.

其中正确的是(  )

A.(1)(3)     B.(1)(4)      C.(2)(3)     D.(2)(4)

解析:先对物体A受力分析,拉力为2N,最大静摩擦力3N,拉力小于最大静摩擦力,故拉不动,故AB间是静摩擦力,根据平衡条件可知,AB间的静摩擦力为2N;再对AB整体受力分析,两个拉力恰好平衡,故整体相对地面无运动趋势,不受摩擦力,即整体与地面间的摩擦力为零;

答案:故选C.

例二:在皮带上传送装置中有主动轮A与从动轮B,传动装置的运转方向为逆时针方向(假设皮带不打滑),P和Q分别是两轮边缘的两个点,两轮轴心为O1和O2,当P、Q、O1、O2在某一时刻都处于同一水平面时,下列关于静摩擦力方向判断正确的是哪个选项?

A、P所受的静摩擦力方向向上;       B、P所受的静摩擦力方向向下;

C、Q所受的静摩擦力方向向上;       D、Q所受的静摩擦力方向向下。

解析:运用假设法去判断,假设皮带与主动轮两者接触面非常光滑,那么主动轮上面的P点相对皮带上面的P,点会作出向下的运动,也就表明了主动轮上的P点响度与皮带上面的P,点存在向下运动的缺失,因此更加静摩擦力方向与相对运动方向相反的规律,说明P点受到的静摩擦力方向是向上,选择A;同理可以证明C选项也是正确的。

答案:AC。

总而言之,在研究摩擦力问题时,要对物体的运动趋势与相对运动情况进行分析,所以,当同学们在练习或考试中遇到判断最大静摩擦力是否存在以及方向如何的问题时,可结合上文讲述的几种方法沉着应对。

>>>科学高分网开通公众号啦!科学高分君已经上线,扫码关注科学高分君,中考资讯、历年真题、最新政策等信息会第一时间推送到你手里!
二维码                        

                   
16

发表评论