摩擦力让滑块静止

上一节 我们有一个10千克的物体 位于30度角的斜面上 为了求出物块会怎样 我们将重力分成了 平行于斜面的重力分量 以及垂直于斜面的重力分量 垂直分量是49倍根号3牛 方向垂直向下 也就是98乘以这个量 向下 我们没有看到物块向斜面中加速 因为斜面支持着它 这样就必然存在一个能抵消重力分量作用的力 这个力也就是斜面对物块的法向力 它同重力的垂直分量大小相等 方向相反 它同重力的垂直分量大小相等 方向相反 法向 或者说垂直方向上的这两个力相互平衡 因此物块既不在这个方向上加速 也不在这个方向上加速 但重力的另一个分量 其作用没有被抵消 至少上一节中是如此 也就是平行于斜面的重力分量 这个量是49牛 也就是物块重量乘以角度的sin值 然后没有其它力了 于是它会往这个方向加速 要求加速度的大小 只用将力的大小除以物块质量 得到4.9米/秒方 这次假设不是这样 假设物块是静止不动的 这次假设不是这样 假设物块是静止不动的 这次不再假设是冰面接触冰面 假设两者都是木制的 此时 物块保持静止 静止时 情况会是怎样呢 之前讲法向的情况时我提到过 没有加速度意味着 作用于物体上的合力为0 这里整个物体静止 那就说明平行方向上合力也为0 必然存某个力 抵消了49牛向下的作用 必然存某个力 同向下的重力平行分量相平衡 必然存某个力 同向下的重力平行分量相平衡 问题是 这是一个什么力呢 现在的情况是 物块静止 没有加速度 是什么力呢 根据经验 你们也许能够想象得到 木块与木面 冰块与冰面 这之间的差别在哪 冰块与冰面之间更滑 没有摩擦 而木与木之间是有摩擦的 这里不妨还铺上一层砂纸 这就更明显了 这里不妨还铺上一层砂纸 这就更明显了 让木块不滑落的力是摩擦力 摩擦力的方向总是相反于 物体的运动方向 或者说阻碍物体的加速趋势 这里的摩擦力是什么呢 这里木块完全静止 没有沿斜面向下加速 这里的摩擦力是49牛 沿斜面往上 这是可以通过实验确定的 只要能够有某种力的测量方式 就能用实验来确定 这里比较有趣的问题是 要给木块多大的推力 才能让它开始沿斜面向下运动 要给木块多大的推力 才能让它开始沿斜面向下运动 假设通过实验确定得到 如果再对物块额外施加1牛的力 突然间 物块就能开始向下加速了 如果在平行方向再给1牛的力 它就会开始向下加速 如果在平行方向再给1牛的力 它就会开始向下加速 正好1牛的力 要让物块正好开始挪动 作用于其上的总力 我称之为"挪动力" 记住 这可不是传统课程 F下标B 表示挪动力 挪动力在平行方向上 假设我在此方向上再加上1牛的力 之前已经有49牛 这是重力在平行方向上的分量 那么总挪动力是50牛 这里可以确定一个有趣的量 这个量由接触面的材料所决定 这里是开始克服摩擦力所需要的力 也就是"挪动力" 这个说法是我自己发明的 两种特定材料间都有一个固定的比值 也就是挪动力比上 两物体之间相互作用的压力 两物体之间相互作用的压力 这里斜面对木块施加的支持力 也就是法向力 大小是49倍根号3 这里应该写成挪动力的大小 除以支持力的大小 这里也就是49倍根号3牛 除以法向力的大小 也就是49倍根号3牛 这个比值称作"静摩擦系数" 这个系数将在以后的问题中遇到 不同材料之间有不同的值 如果碰到不同质量 不同斜面 但材料相同 知道法向力的前提下 你可以求出挪动力 可以求出需要多大力让它挪动 前提是知道静摩擦系数 这可以通过实验来求出 这里具体是多少呢 50牛除以49倍根号3牛 用计算器算一下 50除以40倍根号3 结果四舍五入是0.72 这等于0.72 这就是静摩擦系数值了 称之为静摩擦系数是因为 这个比值给出了 需要多少倍法向力大小的力 才能正好克服摩擦力 或者说正好大于 两种材料粗糙程度导致的最大摩擦 当物体静止时 我会专门有一整节视频讲解 物体静止和运动时摩擦的区别 很多时候 两者非常非常近似 但对于特定材料 运动和静止时的摩擦系数会有能察觉到的差异 运动和静止时的摩擦系数会有能察觉到的差异 就到这里吧 后面我将使用摩擦系数 或计算摩擦系数 以此来解决一些问题