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54 2-4 摩擦力 在拔河比賽中,除了考驗兩隊選手個人的基本實力與團體的同心協力之外,從力學觀點來看,「整體」而言兩隊選手腳底與地面間的摩擦力,才是決勝負的關鍵!如下圖: 回主題

55 本節主題 一、摩擦力的種類 二、影響摩擦力的因素 三、摩擦力的效應 範例1 摩擦力 範例2 正向力與力平衡 範例3 正向力,fs(max)
範例1 摩擦力 範例2 正向力與力平衡 範例3 正向力,fs(max) 範例4 摩擦力的方向 範例5 摩擦力

56 摩擦力的種類(Ⅰ) 1.意義: 作用在兩物體的   上,    兩物體發生   運動的作用力,稱為摩擦力。 接觸面 阻止 相對 回主題

57 摩擦力的種類(Ⅱ) 2.成因: 即使是非常光滑的物體表面,在高倍放大的顯微鏡下,物體表面將呈現為非常粗糙的凹凸不平,故當兩物體接觸時,在接觸面上,接觸點的分子間有很強的分子交互作用而產生黏合的效應。若要使兩物體產生相對運動,則必須克服接觸點上的黏合效應而產生的阻力。這種阻力,即稱為摩擦力。 回主題

58 摩擦力的種類(Ⅲ)-分類(1) 物體受外力作用後,在接觸面上。
(1)無相對運動(但有相對運動的趨勢),即物體仍保持靜止,此時接觸面上的摩擦力,稱為靜摩擦力,以   表之。 fs 因為物體保持靜止,故物體所受外力之合力=0,即 fs與外力之合力為零,所以     。 fs=-F外力 回主題

59 摩擦力的種類(Ⅲ)-分類(2) (2)承(1),當外力增加而物體仍保持靜止時,fs 必須隨之改變,故 fs 為 。 非定力
fs(max) 回主題

60 摩擦力的種類(Ⅲ)-分類(3) (4)承(3),物體開始運動後,摩擦力仍持續作用,此時的摩擦力稱動摩擦力,以 表之。 fk
(4)承(3),物體開始運動後,摩擦力仍持續作用,此時的摩擦力稱動摩擦力,以  表之。 fk (5)一般而言,fs 非定值,fk 為定值,且與接觸面積大小及速率大小無關,摩擦力與外力的關係如下圖所示: 回主題

61 影響摩擦力的因素(Ⅰ) μs μk 1.根據摩擦力的成因可知:接觸面上黏合的效應,決定了摩擦力的大小。而影響黏合效應的因素可分成下列兩項:
(1)接觸面的粗糙程度。 (2)接觸面間緊密程度。 2.摩擦係數:代表接觸面的粗糙程度,經實驗測量可分成 (1)靜摩擦係數: 。 (2)動摩擦係數: 。 μs μk 回主題

62 影響摩擦力的因素(Ⅱ) 3.正向力(normal force): 代表接觸面間的緊密程度。 (1)定義:作用在物體上,且垂直接觸面的作用力。
(2)實例:分析下列各情境中的靜止物體所受之正向力 (重要提醒:不一定是物體重量) (從力平衡的觀點,作力圖) 回主題

63 正向力的實例分析(Ⅰ) 回主題

64 正向力的實例分析(Ⅱ) 回主題

65 正向力的實例分析(Ⅲ) 回主題

66 摩擦力的計算 1.最大靜摩擦力:    。 2.動摩擦力:     。 fs(max)=μsN fk=μkN 回主題

67 回主題

68 回主題

69 摩擦力的效應(Ⅰ) 生活中,處處可見到摩擦力的作用,但摩擦力的作用並不完全是負面的效應,沒有摩擦力的作用,有時反而造成更多的不便。例如:當人在地面上行走時,腳底「相對」於地面為「向後」運動,故地面施一「向前」的摩擦力於腳底。此一向前的摩擦力,即為人前進所需的作用力。 回主題

70 摩擦力的效應(Ⅱ) 因應不同場合的需要,改變摩擦力的大小,可使生活更便利、安全.例如: 1. 減少摩擦力:
(1) 機車輪軸內的滾珠軸承,以滾動代替滑動。 (2) 磁浮列車懸浮在軌道上,可減少阻力。 (3) 抹肥皂水,可以使卡在手指上的戒指較容易取出。 回主題

71 摩擦力的效應(Ⅲ) 2. 增加摩擦力: (1) 上山賞雪時,輪胎需加裝雪鏈。 (2) 浴室地面貼上具粗糙面的止滑片。
(3) 車子轉彎時,需靠地面提供的摩擦力,才能順利轉彎。 回主題

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