人教版 2019 · 必修第一册 / 3.2
摩擦力
缓慢增大拉力,物块何时开始滑动?撤掉拉力后又会怎样?
第 3 章 · 相互作用——力第 2 节 · 教材 p.63
从静止逐渐增大外力;也可选择“滑行后停下”,观察停止后摩擦力变化。
摩擦力 / 水平接触面静止 · 静摩擦
g = 9.8 m/s²。外力保持恒定;停止后重新判断能否静止,摩擦力不会让无外力的物块自动倒退。
水平外力由静摩擦力平衡。
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实际摩擦力(带方向)0.00 N
最大静摩擦力7.84 N
水平合力0.00 N
加速度0.00 m/s²
x–tx / m
切线斜率 = v = 0.00 m/s
v–tv / (m·s⁻¹)
有向面积 = Δx = 0.00 m
a–ta / (m·s⁻²)
正负号表示加速度方向
把现象,连回知识
3.2核心概念
- 静摩擦力
- 接触面有相对运动趋势但没有相对滑动时,摩擦力可在零到最大静摩擦力之间变化,方向阻碍相对运动趋势。
- 滑动摩擦力
- 相对滑动时,简单模型中大小为动摩擦因数与正压力的乘积,方向与相对滑动方向相反。
- 判断正压力
- 正压力由垂直接触面方向的受力确定。本演示外力水平、竖直方向无加速度,所以 N = mg。
- 作用效果
- 摩擦力可阻碍物体运动,也可以使物体加速,例如随传送带加速的物体。应相对接触面判断方向。
公式与适用条件
0 ≤ |f静| ≤ f静,max
大小由平衡或共同运动所需的力决定;本演示采用 f静,max = μₛN。
|f滑| = μₖN
物体相对表面滑动;这里采用恒定动摩擦因数的理想模型,μₖ ≤ μₛ。
容易混淆
- 静摩擦力不是始终等于最大值,也不一定等于 μₖN。
- 摩擦方向不是一律与物体相对地面的速度相反。
摩擦力分析顺序
- 选择研究对象,判断接触面之间是相对滑动还是存在滑动趋势。
- 先由垂直接触面方向求 N。
- 静摩擦按运动需要求解并检查上限,滑动摩擦按 μₖN 求解。
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