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摩擦力的基本概念 摩擦平衡问题的特点及解题方法

    一 关于摩擦力的基
本概念
  互相接触的物体,当 有相对运动或运动趋势时,在接触面上便会产生阻碍运动或运动趋势的力,这力称为“摩擦力”。摩擦力的方向总是与运动方向或运动趋势方向相反。
  在外力作用下,接触物体开始产生运动趋势。当外力增加时,摩擦力随之增加;当外力从静止到开始进入运动状态时,摩擦力达到最大值。这一过程可用左图中摩擦力随外力变化曲线加以形象描述。

   最大摩擦力Fmax 与接触表面的正压力成正比,即:Fmax =fFN
   f为比例常数,称为“静摩擦系数”。上式在临界运动状态成立。在临界运动之间的静止状态,摩擦力均小于其最大值,即::F〈fFN
   将二者合而为一,则可以写成:F≤Fmax =fFN
   这表明摩擦力随着外力增加,自零到某一数值之间变化的规律。
  摩擦分为滚动摩擦与滑动摩擦。本课程只讨论从静止到临界运动状态的静滑动摩擦的平面问题。

二 摩擦平衡问题的特点及解题方法
  根据以上分析,摩擦平衡问题具有以下特点:
  在静上状态和运动的临界状态,作用在物体上的所有力,包括主动力、约束力和摩擦力,必须满足平衡条件。
  滑动摩擦力除满足平衡条件外,还需满足物理条件F≤Fmax =fFN,其方向与滑动趋势方向相反。
  除临界状态外,由于静止状态下的物理条件F<fFN 是一个不等式,因此,所求得平衡问题的解答为在一定范围内的值。
  由于上述特点,求解摩擦平衡问题时,除了与一般平衡问题一样,需要根据约束性质分析约束力;选择合适的研究对象,画隔离体受力图外,还要考虑以下几点:
  在隔离体上要加上摩擦力,并注意其方向总与运动趋势方向相反;建立平衡方程时,必须考虑摩擦力。
  除平衡方程外,还需区分静止状态与临界状态,建立物理方程F<fFN或 Fmax =fFN
  将平衡方程与物理方程联立求得问题的解答。