3.靜摩擦力大小

⑴必須明確，靜摩擦力大小不能用滑動(dòng)摩擦定律F=μF_N計(jì)算，只有當(dāng)靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí)，其最大值一般可認(rèn)為等于滑動(dòng)摩擦力，既F_m=μF_N

⑵靜摩擦力的大小要根據(jù)物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同確定，其可能的取值范圍是

　 0＜F_f≤F_m

例6. 如圖所示，A、B為兩個(gè)相同木塊，A、B間最大靜摩擦力F_m=5N，水平面光滑。拉力F至少多大，A、B才會(huì)相對(duì)滑動(dòng)？

解：A、B間剛好發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，A、B間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于一個(gè)臨界狀態(tài)，既可以認(rèn)為發(fā)生了相對(duì)滑動(dòng)，摩擦力是滑動(dòng)摩擦力，其大小等于最大靜摩擦力5N，也可以認(rèn)為還沒(méi)有發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，因此A、B的加速度仍然相等。分別以A和整體為對(duì)象，運(yùn)用牛頓第二定律，可得拉力大小至少為F=10N

(研究物理問(wèn)題經(jīng)常會(huì)遇到臨界狀態(tài)。物體處于臨界狀態(tài)時(shí)，可以認(rèn)為同時(shí)具有兩個(gè)狀態(tài)下的所有性質(zhì)。)

2.滑動(dòng)摩擦力大小　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

⑴在接觸力中，必須先分析彈力，再分析摩擦力�！　　　　　　　　　　　　�

⑵只有滑動(dòng)摩擦力才能用公式F=μF_N，其中的F_N表示正壓力，不一定等于重力G。

例5. 如圖所示，用跟水平方向成α角的推力F推重量為G的木塊沿天花板向右運(yùn)動(dòng)，木塊和天花板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求木塊所受的摩擦力大小�！�

解：由豎直方向合力為零可得F_N=Fsinα-G，因此有：f =μ(Fsinα-G)

1.摩擦力產(chǎn)生條件

　　 摩擦力的產(chǎn)生條件為：兩物體直接接觸、相互擠壓、接觸面粗糙、有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)。這四個(gè)條件缺一不可。

　　 兩物體間有彈力是這兩物體間有摩擦力的必要條件。(沒(méi)有彈力不可能有摩擦力)

3.彈力的大小

　　 對(duì)有明顯形變的彈簧、橡皮條等物體，彈力的大小可以由胡克定律計(jì)算。對(duì)沒(méi)有明顯形變的物體，如桌面、繩子等物體，彈力大小由物體的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況共同決定。

⑴胡克定律可表示為(在彈性限度內(nèi))：F=kx，還可以表示成ΔF=kΔx，即彈簧彈力的改變量和彈簧形變量的改變量成正比。

⑵“硬”彈簧，是指彈簧的k值大。(同樣的力F作用下形變量Δx小)

⑶一根彈簧剪斷成兩根后，每根的勁度k都比原來(lái)的勁度大；兩根彈簧串聯(lián)后總勁度變��；兩根彈簧并聯(lián)后，總勁度變大。

例4. 如圖所示，兩物體重分別為G₁、G₂，兩彈簧勁度分別為k₁、k₂，彈簧兩端與物體和地面相連。用豎直向上的力緩慢向上拉G₂，最后平衡時(shí)拉力F=G₁+2G₂，求該過(guò)程系統(tǒng)重力勢(shì)能的增量。

解：關(guān)鍵是搞清兩個(gè)物體高度的增量Δh₁和Δh₂跟初、末狀態(tài)兩根彈簧的形變量Δx₁、Δx₂、Δx₁^/、Δx₂^/間的關(guān)系。

無(wú)拉力F時(shí)　 Δx₁=(G₁+G₂)/k₁，Δx₂= G₂/k₂，(Δx₁、Δx₂為壓縮量)

加拉力F時(shí)　 Δx₁^/=G₂/k₁，Δx₂^/= (G₁+G₂) /k₂，(Δx₁^/、Δx₂^/為伸長(zhǎng)量)

而Δh₁=Δx₁+Δx₁^/，Δh₂=(Δx₁^/+Δx₂^/)+(Δx₁+Δx₂)

系統(tǒng)重力勢(shì)能的增量ΔE_p= G₁žΔh₁+G₂žΔh₂

整理后可得：

2.彈力的方向

⑴壓力、支持力的方向總是垂直于接觸面。

⑵繩對(duì)物體的拉力總是沿著繩收縮的方向�！　　�

⑶桿對(duì)物體的彈力不一定沿桿的方向。如果輕直桿只有兩個(gè)端點(diǎn)受力而處于平衡狀態(tài)，則輕桿兩端對(duì)物體的彈力的方向一定沿桿的方向�！　　　　�

例1. 如圖所示，光滑但質(zhì)量分布不均的小球的球心在O，重心在P，靜止在豎直墻和桌邊之間。試畫(huà)出小球所受彈力。

解：由于彈力的方向總是垂直于接觸面，在A點(diǎn)，彈力F₁應(yīng)該垂直于球面所以沿半徑方向指向球心O；在B點(diǎn)彈力F₂垂直于墻面，因此也沿半徑指向球心O。

　　 注意彈力必須指向球心，而不一定指向重心。又由于F₁、F₂、G為共點(diǎn)力，重力的作用線(xiàn)必須經(jīng)過(guò)O點(diǎn)，因此P和O必在同一豎直線(xiàn)上，P點(diǎn)可能在O的正上方(不穩(wěn)定平衡)，也可能在O的正下方(穩(wěn)定平衡)。

例2. 如圖所示，重力不可忽略的均勻桿被細(xì)繩拉住而靜止，試畫(huà)出桿所受的彈力。

解：A端所受繩的拉力F₁沿繩收縮的方向，因此沿繩向斜上方；B端所受的彈力F₂垂直于水平面豎直向上。

　　 由于此直桿的重力不可忽略，其兩端受的力可能不沿桿的方向。

　　 桿受的水平方向合力應(yīng)該為零。由于桿的重力G豎直向下，因此桿的下端一定還受到向右的摩擦力f作用。

例3. 圖中AC為豎直墻面，AB為均勻橫梁，其重為G，處于水平位置。BC為支持橫梁的輕桿，A、 B、C三處均用鉸鏈連接。試畫(huà)出橫梁B端所受彈力的方向。

解：輕桿BC只有兩端受力，所以B端所受壓力沿桿向斜下方，其反作用力輕桿對(duì)橫梁的彈力F沿輕桿延長(zhǎng)線(xiàn)方向斜向上方�！　�

1.彈力的產(chǎn)生條件

　　 彈力的產(chǎn)生條件是兩個(gè)物體直接接觸，并發(fā)生彈性形變。

3.按產(chǎn)生條件分

　　 場(chǎng)力(非接觸力)、接觸力。

2.按效果分

　　 壓力、支持力、拉力、動(dòng)力、阻力、向心力、回復(fù)力 ……

1.按性質(zhì)分

　　 重力(萬(wàn)有引力)、彈力、摩擦力、分子力、電場(chǎng)力、磁場(chǎng)力 ……(按現(xiàn)代物理學(xué)理論，物體間的相互作用分四類(lèi)：長(zhǎng)程相互作用有引力相互作用、電磁相互作用；短程相互作用有強(qiáng)相互作用和弱相互作用。宏觀物體間只存在前兩種相互作用。)