摩擦力(三)
四、摩擦力的转化
摩擦力是一种会受到运动状态影响的力,当物体的运动状态发生变化,摩擦力可能发生突变。
比如从运动到静止,从静止到运动,运动速度反向等,都可能会瞬间改变摩擦力的方向和大小。
1、静摩擦力→滑动摩擦力
当外力不大于最大静摩擦力时,静摩擦力,当超过最大静摩擦力后,物体就会被拉动,摩擦力转化为滑动摩擦力,此时摩擦力大小不再随着外力的变化而变化。
2、滑动摩擦力→静摩擦力
物体只要在滑动,就会产生滑动摩擦力而让物体减速,当减速到时,滑动摩擦力会突然消失变为静摩擦力。
若物体不受其他外力,就会停下来不再运动,摩擦力变为0N。
若物体还受其他外力,但是<,当物体减速为后,滑动摩擦力变为静摩擦力,这个静摩擦力会突变为和相等反向的力来抗衡。
3、滑动摩擦力→滑动摩擦力
若物体受到外力大于最大静摩擦力,且和相对运动方向反向,物体会很快减速。
当物体减速为,两接触面仍会产生一个和外力反向的静摩擦力来抗衡,但是这个静摩擦力不足以抗衡外力,物体会被重新拉动,此时又会变成滑动摩擦力。
如果一开始外力就和运动方向相同且,滑动摩擦力不足以抗衡外力,物体会一直运动无法停下。
例1:如图所示,用水平力把一个重量为G 的长方体物块,压在足够高的竖直粗糙墙上,水平力的大小从零开始随时间成正比地逐渐增大,物块沿墙面下滑,动摩擦系数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,试分析:
(1)物块的运动状态;
(2)物块所受摩擦力随时间变化规律.
解析:
物体的运动状态:先加速度减小加速下滑,后加速度增加减小,速度减小为0后静止;
物体所受摩擦力:先随着F的增大而增大,静止后,突变为静摩擦力,一直不变,大小等于G。
例2:如图所示,质量为的小物块,在水平恒力的作用下紧贴在竖直墙壁上保持静止状态。自时刻起随时间均匀减小,直至时刻减为零,重力加速度为,关于小物块所受摩擦力大小随时间变化的图像,下列选项可能正确的是( )
解析:
开始时物体静止,说明最大静摩擦力大于重力;
逐渐减小F,最大静摩擦力也逐渐减小,但是只要最大静摩擦力仍大于重力,物体就还是静止,摩擦力大小一直等于重力大小;
当最大静摩擦力减小到比重力小后,会突然开始滑动,此时摩擦力由静摩擦力突变为滑动摩擦力,会略微减小;
滑动摩擦力f=μF,因为F一直减小,故滑动摩擦力也一直减小。
所以选B。
A. | B. |
C. | D. |
五、摩擦力的经典问题
多物体的摩擦力分析
1、纸张