高中物理《研究摩擦力》文字素材4 粤教版必修1

1、摩擦力摩擦力是两个表面接触的物体相互运动时互相施加的一种物理力。广义地物体在液体和气体中运动时也受到摩擦力。作为借喻摩擦力这个词在日常生活中也经常被用来描述阻碍进展的力量。概述 摩擦力图示摩擦力与相互摩擦的物体有关，因此物理学中对摩擦力所做出的描述不一般化，也不象对其它力那精确。事实上，只有在忽略摩擦力的情况下人们才能引出力学中的基本定律。 虽然如此摩擦力是世界上的一个事实。没有摩擦力的话鞋带无法系紧，螺丝钉和钉子无法固定物体；没有摩擦力的话既不会有交通也不会有性交。 摩擦力内最大的区分是静摩擦力与其它摩擦力之间的区别。有人认为静摩擦力实际上不应该算作摩擦力。其它的摩擦力其它的摩擦力都与耗散有

2、关：它使得相互摩擦的物体的相对速度降低，将机械能转化为热能并提高熵。 固体表面之间的摩擦力分滑动摩擦、滚动摩擦、滚压摩擦和转动摩擦。在工程技中人们使用润滑剂来降低摩擦。假如相互摩擦的两个表面被一层液体隔离，那么它们之间可以产生液体摩擦，假如液体的隔离不彻底的话，那么也可能产生混合摩擦。 假如润滑剂、液体或气体沿一个固体表面流动，其流速会受摩擦力的影响而降低。固体表面的构造对这个摩擦力的影响比较小，最主要的是流体的横截面面积。其原因是不仅在流体与固体的交面有摩擦力，流体内部不同的层之间也有内部摩擦，流体离固体表面的距离不同，其流速也不同。 一个相对于一个流体运动的物体受到阻力。这个阻力与它的运动

3、方向相反。在层流的情况下这个阻力与它的速度成比例，在紊流中这个阻力与它的速度的平方成比例。有时一个物体同时受到阻力和摩擦力，比如一辆汽车在运动时既受到空气的阻力也受到其轮胎的滚动摩擦。 简介( 摩擦力分析1)定义：两个互相接触的物体，当它们要发生或已经发生相对运动时。就会在接触面上产一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。 (2)物体之间产生摩擦力必须要具备以下三个条件: 第一,物体间相互接触、挤压 第二,接触面不光滑 第三,物体间有相对运动趋势或相对运动。 滑动摩擦力(1)定义: 滑动摩擦力当一个物体在另一个物体表面上滑动时产生的摩擦力叫滑动摩擦力(2)研究滑动摩擦力的大小跟哪些因素有关系

4、的实验:实验时为什么要用弹簧秤拉木块做匀速直线运动?这是因为弹簧秤测出的是拉力大小而不是摩擦力大小。当木块做匀速直线运动时,木块水平方向受到的拉力和木板对木块的摩擦力就是一对平衡力。根据两力平衡的条件,拉力大小应和摩擦力大小相等。所以测出了拉力大小也就是测出了摩擦力大小。大量实验表明,滑动摩擦力的大小只跟压力大小、接触面的粗糙程度相关。压力越大,滑动摩擦力越大;接触面越粗糙,滑动摩擦力越大。 (3)滑动摩擦力是阻碍相互接触物体间相对运动的力,不一定是阻碍物体运动的力。即摩擦力不一定是阻力,它也可能是使物体运动的动力,要清楚阻碍“相对运动”是以相互接触的物体作为参照物的。“物体运动”可能是 以其

5、它物体作参照物的。如:实验中在木块上放一个砝码,用弹簧秤拉木块作匀速直线运动时,砝码是由于受到木块对它的静擦力才随木块一道由静止变为运动的。具体情况是:当木块受到拉力由静止向前运动时,砝码相对于木块要向后滑动,木块就给砝码一个阻碍它向后滑动的摩擦力,这个摩擦力的方向是向前的。所以砝码相对于木块没有滑动,这时的摩擦力就是静摩擦力。(4)滑动摩擦力大小与物体运动的快慢无关,与物体间接触面积大小无关。 (5)研究实际问题时,为了简化往往采用“理想化”的做法,如某物体放在另一物体的光滑的表面上,这“光滑”就意味着两个物体如果发生相对运动时,它们之间没有摩擦。 静摩擦力 静摩擦力是由两个相互静止的物体相

6、互作用产生的。 润滑在工程技 工程中的摩擦力分析术中人们往往通过施加润滑剂的方法来减少摩擦，研究这个问题的科学称为摩擦学，它是机械制造的一个分科学固体摩擦 两个固体面互相摩擦。假如两个固体面的材料选择不当或它们之间相互施加的压力非常大的话，那么固体摩擦就会造成磨损。在不使用润滑剂或润滑剂失效的情况下会造成固体摩擦。 混合摩擦 在润滑剂不够或运动的开始会出现混合摩擦。这时摩擦面部分地区会直接接触。混合摩擦造成的磨损比固体摩擦要小。在长时间运行的状态下应该避免混合摩擦，但往往在技术工程中混合摩擦被容忍。 液体摩擦 假如两个运动面之间有一层完整的润滑剂的话，那么它们之间的摩擦是液体摩擦，两个运动面不

7、直接接触。虽然如此通过运动面与润滑剂的分子之间的摩擦依然会有很小的磨损。 固体表面之间的摩擦力固体表面之间的摩 摩擦力漫画解释擦力的来因有两个：固体表面的分子之间相互的吸引力（胶力）和它们之间的表面粗糙所造成的互相之间的卡住。滑动摩擦 F=mucdotF_N 滑动摩擦力总是比最大静摩擦力要小。它由垂直于摩擦面的压力FN和滑动摩擦系数?决定，它与滑动面之间的相对速度和面积无关。摩擦系数由滑动面的物质、粗糙度和（可能存在的）润滑剂所决定。 滚动摩擦 假如一个物体在一个平面上滚动的话，那么它会受到滚动摩擦。假如滚动的物体与平面之间的摩擦力等于施加于该物体上的其它所有力的合力的话，那么它的运动是一个纯的滚动运动，其中没有滑动的部分。 滚压摩擦 假如滚动运动和滑动运动同时存在，那么这种混合摩擦也被称为滚压摩擦。 转动摩擦 一个球沿其垂直于一个平面的轴转动时所产生的摩擦力被称为转动摩擦，它与转动运动的力矩T有关： N=fracTF_Nincm 内部摩擦 牛顿第二定律演示内部摩擦是物质内部的原子或分子相互运动所造成的能量损失。由于外部力作用所造成的不同部位的粒子的加速度的不同可以造成（比如液体）内部的相对运动。内部摩擦的大小与物质的粘性有关。不象固体表面的摩擦那样含糊，内部摩擦可以通过统计力学的方式相当精确地计算出来。在力学中一般人们在计算时尽量省略摩擦所