静摩擦力

两个互相接触的物体有相对运动的趋势，在它们 的接触面上产生的摩擦力，叫静摩擦力。静摩擦力在其达 到最大值之前，总是与物体所受的沿接触面的切线方向的 外力大小相等，方向相反，且随外力的增大而增大。当外力 增大到将使物体发生相对运动的瞬时，静摩擦力不再随外 力的增加而增大，这时静摩擦力达到最大值，叫做最大静 摩擦力，用fm表示。 fm ＝μ0N。实际上，fm是使物体开始运动所需要的最 小的力。式中μ0叫静摩擦系数。在同样情况下静摩擦系 数μ0要比滑动摩擦系数μ稍大一些，在不太严格的计算 中也往往不加区别。 产生摩擦的原因很复杂，对于静摩擦和滑动摩擦来说， 近代摩擦理论认为，产生摩擦的原因主要有两个：一个是由于物体表面的粗糙不平，它们之间的凹凸部分互相啮合 而引起的；另一个是两个物体接触面的分子引力所引起的 吸附作用。 摩擦在多数情况下是有害的。例如机器运转时各部件间的摩擦，造成能量的损耗，降低机械效率，缩短机器的寿命，因此人们采用各种方法减少摩擦。但是在自然界和日常生活中摩擦又是不可缺少的，象人走路，车辆的行驶等都必须靠脚或车轮与地面之间的摩擦，否则人就无法行走，车轮只能在原地空转而不能前进。 例1为了使重4.0 × 103牛顿的雪橇从水平冰面上移动，至少要用42牛顿的水平拉力。雪橇移动后，为了使它继续做匀速运动，只要用40牛顿的水平拉力。求最大静摩擦力和滑动摩擦系数。如果用15牛顿的水平拉力拉雪橇，这时静摩擦力有多大？ 解 最大静摩擦力等于使物体开始运动所需要的最小的力 fm＝42牛顿 当雪撬匀速运动时，在水平方向受到拉力F和滑动摩擦力f作用，如图1-1-5 （a）所示。此时 F＝f＝uN图1-1-5 N=G=4.0 × 103牛顿∴μ=f/N=F/N=40牛顿/4.0 × 103牛顿＝0.01 如果用15牛顿的水平拉力拉雪橇，雪橇仍处于静止状态，它受到的水平拉力F′和静摩擦力f′相平衡，如图1-1-5（b）所示。 f′＝F′＝15牛顿 例2在图1-1-6中在水平力F的作用下，物体A和C相对静止，沿水平方向共同以速度v匀速运动，试判断A、 C间，C和地面间有无摩擦力？其方向如何？ 解 因为系统作匀速运动，即加速度a=0，根据牛顿第二定律。物体所受的合外力F合＝0。对物体A来说，水平方向不受力，故A与C间无摩擦力。 对物体C来说，受到水平力F和摩擦力f的作用。f＝F，其方向沿水平方向向左。如图1-1-7所示。图 1-1-6图1-1-7