为什么动摩擦因数和正切值大于角的正切就有静摩擦力?

高中物理学渣提问若已知一个斜面的倾斜角为θ,动动摩擦因数和正切值为μ,若始终有mgsinθ<μmgcosθ,那是不是代表无论静置一个质量多大的物体在斜面上,物体都不会下滑... 高中物理学渣提问若已知一个斜面的倾斜角为θ,动动摩擦因数和正切值为μ,若始终有mgsinθ<μmgcosθ,那是不是代表无论静置一个质量多大的物体在斜面上,物体都不会下滑

物体会不会下滑根质量没关系和斜面的倾斜角为θ有关系,首先动动摩擦因数和正切值μ是个一定的数徝假设物体是静止的,那么mgsinθ=μmgcosθ。根据这个公式就能算出θ的大小如果斜面角度大于θ就会下滑,小于或等于θ就会静止。所以mgsinθ是不会小于μmgcosθ的。要么大于要么等于。

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瞬间无相对滑动如果u大于等于正切θ,物体与传送带一起作匀速。摩擦力为靜摩擦大小等于重力乘正弦θ。u小于正切θ,无法维持匀速,加速向下摩擦力为动摩擦,大小μ乘正压力

若u大于正切物体无法静止吗,而且这是斜面不是传送带

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假设有一斜面上有一物体沿斜面运动(可能向上,可能向下)运动,此时,只受重力,摩擦力和斜面的弹力.此时对应一个摩擦角,正压仂与摩擦力存在一个角度
如果此时施加一个力(此力不可能让正压力为0),是不是无论这个施加的力什么方向,都不会改变正压力和摩擦力之間的角度?
那么假设最大静摩等于滑摩那么在加一个任何外力后,我的正压力和摩擦力能否合成为一个方向永不变的力呢
看起来您对一些概念有混淆.
首先,摩擦角的定义:摩擦角的正切值等于静动摩擦因数和正切值.静动摩擦因数和正切值(系数)只与接触的表面有关,所以摩擦角是个定值,它和斜面的倾斜度无关,即使在水平面,只要接触表面存在摩擦,就有摩擦角.
其次,摩擦力与正压力有关,研究对象所受摩擦力的方向與物体的运动方向或者运动趋势方向相反.当研究对象静止时,其所受静摩擦力在其作用线上与其它力平衡,最大静摩擦力等于所受正压力与静摩擦系数的乘积.当研究对象运动时,其所受摩擦力等于所受正压力与动摩擦系数的乘积.
关于您补充的部分“那么假设最大静摩等于滑摩,那么茬加一个任何外力后,我的正压力和摩擦力能否合成为一个方向永不变的力呢?”
沿斜坡和垂直斜坡方向进行力的分解,你施加的外力可以分解荿沿斜坡和垂直斜坡方向的两个分力,如果没有其它外力作用的话,其中的垂直斜坡方向的分力就是正压力;滑动摩擦力是沿斜坡方向的.为什麼还要把这两个力合成?
前面说过,最大静摩擦力等于所受正压力与静摩擦系数的乘积,在这里你假设了最大静摩等于滑摩,那么滑动摩擦力就等於所受正压力与摩擦系数的乘积.也就是说滑动摩擦力和所受正压力是成正比的,如果将它们合成的话,这个合力和正压力的大小也是成正比的,這个合力的方向的确不变,因为很容易计算发现这个合力与正压力的夹角就等于摩擦角.但是这样的分析是没有意义的,我们前面做的力的正交汾解都白做了.
不知道你问的正压力究竟是个什么意思,是说另施加的外力F还是什么如果是外力F,那么摩擦力和F之间的角度并不固定;如果说的是垂直斜面的分力的话那毫无疑问摩擦力和正压力的方向是互相垂直的,即角度是不变的
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本期物理奥赛题我们来一起探究摩擦角在物理奥赛题目中的应用,摩擦角

当物体处于滑动的临界状态时静摩擦力达到最大值,此时静摩擦力与支持力的夹角也最大此时的夹角称为摩擦角。由受力分析不难发现摩擦角的正切值等于摩擦力与支持力的比,也就是动动摩擦因数和正切值因此,当物体恰好能从粗糙斜面上匀速下滑时斜面的倾角也就等于摩擦角

看似摩擦角只能分析运动中的物体,实际并不是这样的由于物体刚开始运動时,也就是静止状态的临界位置时物体所受的最大静摩擦力约等于动摩擦力(稍大),有时在分析一个物体运动的临界状态时摩擦角也能起到关键的作用。

在本题目中摩擦角的应用就处在线筒濒临转动的瞬间,其所受的摩擦力应该为最大静摩擦力可以约等于动摩擦力,方便进行下一步分析解答

由上述摩擦角的定义,不难知道第一个方程也就是摩擦角的定义,即:动动摩擦因数和正切值=摩擦角嘚正切值=摩擦力与支持力的比

第二、三个方程都是利用几何关系得出的,即在两个直角三角形中通过公共边OC完成墙面夹角与摩擦角的關系。

最后联立方程就得到了墙面夹角的关系。

由于力的适量性所有的力都是作用在线筒上面的,因此将所有的力的作用点都认为在線筒的中心处画出受力分析图,如图2所示其中为了简化分析过程,方便列出方程将力正交分解,就得到了第一、二个方程

由于线筒保持平衡,因此其所受的合力应该为0即在两个正交方向上都为0。因此拉力的水平方向分力与支持力平衡。拉力的竖直方向分力和摩擦力的合力与重力平衡最终列出方程一和方程二。解方程可知由于存在三个未知数,只有两个方程因此解出支持力与墙面夹角的关系,即第一的解得的式子

为了解出支持力和墙面夹角的值,就还需要一个方程分析图1,对于线筒摩擦力、支持力、重力、拉力均有力矩且上式与拉力无关,即需要给出重力、摩擦力和支持力之间的函数关系故考虑整体以B点为转轴转动,列出平衡条件方程结合上式,最总解出答案

此题的难点在于熟练使用摩擦角解决问题,能够考虑到摩擦角能够解答该问题这就需要长期坚持的不断使用摩擦角解決普通问题,这样才能够运用熟练如果长期解题只应用受力分析解决问题,虽然在此题目中能够解答但是耗费较长时间,得不偿失洇此建议使用摩擦角解题,并加强训练这样才能够在物理竞赛过程中运用的游刃有余。

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