高中物理教学资料-摩擦力 静摩擦力例析.doc

静摩擦力例析

图1中,物重为G的相同物体1、2、3、4分几种情况被同种材料制成的竖直放置的夹板夹住,并保持静止,试分析物体间静摩擦力的大小和方向.
甲图中,物体1、2由于重力作用相对于夹板有向下的运动趋势,夹板对物体1、2的静摩擦力与物体1、2的运动趋势方向相反,、2视为整体,两侧夹板对其向上的静摩擦力为fA=fB=G,两物体的受力图(本文中所有受力图均未画出水平方向上所受的作用力)如图2所示,可以看出物体1、2之间的接触面上,因在竖直方向上,合力已为零,,有的同学总会觉得不能理解,分明两物体互相接触,而且有挤压,,两物体之间还有互相作用的正压力,这两个力大小相等,方向相反分别作用在两物体上,否则物体1、2各自不可能平衡,会发生转动.
乙图中,,向上,然后依次推算出各接触面上所受的静摩擦力大小,1、2间和2、3间的接触面上仍有力相互作用(在高中阶段对此不作要求),图3为三物体竖直方向上的受力图.
丙图中,依照同样的方法便可求出三个接触面间的静摩擦力,图4仅画出物体2的竖直方向上的受力图,可看出物体2和3之间不存在静摩擦力.
若甲图中的物体1和2形状相同、材料不同,且G1>G2,则它们之间的静摩擦力不再为零,具体分析如下:
取出物体1和2作为一个整体,如图5,fA和fB均为G1、G2分别单独作用时,整体与夹板接触面上静摩擦力的叠加,
fA=3/4G1+1/4G2<G1,fB=1/4G1+3/4G2>G2.
物体1和2在竖直方向上处于平衡状态,如图6所示.
有: f21+fA=G1,f12+G2=fB,f12=f21.
f12、f21的方向究竟哪个向上、哪个向下完全取决于G1、G2的大小.
从上述分析中,可使我们明白解答静摩擦力问题的一般方法.