宏观与微观的摩擦力问题课件

宏观与微观的摩擦力问题

——探究电磁力的保守与摩擦力的非保守宏观与微观的摩擦力问题电磁力的保守与摩擦力的非保守那么，既然电磁力是四大基本力之一，摩擦力本质上又是电磁力，为何电磁力是保守力而摩擦力却是非保守力呢？由于能量守恒定律，宇宙间的四种基本力（万有引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力）都是保守力。电磁力的保守与摩擦力的非保守那么，既然电磁力是四大基本力之一基本力是保守力，由基本力组成的就一定是保守力？

例：安培力与洛伦兹力导线中每个粒子受到的洛伦兹力为f，f=qvB取L长的导线，其中的电荷个数为N=nV=nSL，那么洛伦兹的的合力为F=Nf=nSLqvB电流的微观表达式I=nqsv，所以安培力F=BIL。做功公式：W=Fscosθ。由于洛伦兹力中，θ始终等于90°，所以W=0，即洛伦兹力不做功而安培力中，θ是任意值，所以W≠0。同样的，摩擦力也是如此。基本力是保守力，由基本力组成的就一定是保守力？

例：安培力与我们认为，要从微观和宏观的角度来看。之所以说摩擦力属于电磁相互作用，是从分子尺度（即微观角度）理解的。我们认为，要从微观和宏观的角度来看。之所以说摩擦力属于电磁相摩擦力的本质——电磁力1、凹凸啮合说是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦力本质的理论。啮合说认为摩擦是由相互接触的物体表面粗糙不平产生的。两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合。如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相互碰撞，产生断裂、磨损，就形成了对运动的阻碍。2、粘附说这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦力本质的理论。最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出。他认为两个表面抛得很光的金属，摩擦力会增大，可以用两个物体的表面充分接触时，它们的分子引力将增大来解释。摩擦力的本质——电磁力1、凹凸啮合说3、新粘附说上世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，到上世纪中期，诞生了新的摩擦粘附论。新的摩擦粘附论认为，两个相互接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看，还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有或更大的间隙。这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时互相接触的两个接触物体之间距离变小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性黏合。这时，要使两个彼此的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服分子（原子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。4、静电作用说在现代摩擦理论中，还加进了静电作用。光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。综上所述，摩擦现象的机理是复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性，摩擦力说到底也是由于电磁相互作用引起的。3、新粘附说综上所述，摩擦现象的机理是复杂的，摩擦力——非保守力保守力和非保守力的概念是从宏观的角度定义的。摩擦力做功是因为它是随着运动方向变化而变化，总是和运动相反的，回到原地必须会有运动方向的变化，那么摩擦力也一定会有方向的变化。摩擦力——非保守力保守力和非保守力的概念是从宏观的角度定义的r2r1质点1质点2d（r1）d（r2）f12f21这一对摩擦力的元功和：式中dr12是质点1相对于质点2的元位移因为摩擦力是成对存在的，即是一对相互作用力，因此，在考虑保守与否时应分析这一对力的做功情况。r2r1质点1质点2d（r1）d（r2）f12f21这一对摩1、对于静摩擦力，相对元位移dr12=0，即元功dw=0。所以，静摩擦力不是非保守力。2、对于滑动摩擦力，dw=f12·dr12。即一对滑动摩擦力总是阻碍相对滑动的发生，总是做负功。注意：应理解为一对滑动摩擦力做功之和总是负功，而不是指每一个滑动摩擦力一定做负功。1、对于静摩擦力，相对元位移dr12=0，即元功dw=0。联系：摩擦力是一种严格的宏观现象，而宏观现象是不考虑微观上原子或分子的内能变化；摩擦力是由于动量被迁移给原子或分子而产生的，宏观上的动能变成了微观上分子、原子的内能。

Ff·S=Q热Ff·S-Q热=0联系：摩擦力是一种严格的宏观现象，而宏观现象是不考虑微观上原谢谢观看谢谢观看宏观与微观的摩擦力问题

——探究电磁力的保守与摩擦力的非保守宏观与微观的摩擦力问题电磁力的保守与摩擦力的非保守那么，既然电磁力是四大基本力之一，摩擦力本质上又是电磁力，为何电磁力是保守力而摩擦力却是非保守力呢？由于能量守恒定律，宇宙间的四种基本力（万有引力、电磁相互作用力、弱相互作用力、强相互作用力）都是保守力。电磁力的保守与摩擦力的非保守那么，既然电磁力是四大基本力之一基本力是保守力，由基本力组成的就一定是保守力？

例：安培力与洛伦兹力导线中每个粒子受到的洛伦兹力为f，f=qvB取L长的导线，其中的电荷个数为N=nV=nSL，那么洛伦兹的的合力为F=Nf=nSLqvB电流的微观表达式I=nqsv，所以安培力F=BIL。做功公式：W=Fscosθ。由于洛伦兹力中，θ始终等于90°，所以W=0，即洛伦兹力不做功而安培力中，θ是任意值，所以W≠0。同样的，摩擦力也是如此。基本力是保守力，由基本力组成的就一定是保守力？

例：安培力与我们认为，要从微观和宏观的角度来看。之所以说摩擦力属于电磁相互作用，是从分子尺度（即微观角度）理解的。我们认为，要从微观和宏观的角度来看。之所以说摩擦力属于电磁相摩擦力的本质——电磁力1、凹凸啮合说是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦力本质的理论。啮合说认为摩擦是由相互接触的物体表面粗糙不平产生的。两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合。如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相互碰撞，产生断裂、磨损，就形成了对运动的阻碍。2、粘附说这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦力本质的理论。最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出。他认为两个表面抛得很光的金属，摩擦力会增大，可以用两个物体的表面充分接触时，它们的分子引力将增大来解释。摩擦力的本质——电磁力1、凹凸啮合说3、新粘附说上世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，到上世纪中期，诞生了新的摩擦粘附论。新的摩擦粘附论认为，两个相互接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看，还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有或更大的间隙。这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力。如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时互相接触的两个接触物体之间距离变小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性黏合。这时，要使两个彼此的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服分子（原子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦。4、静电作用说在现代摩擦理论中，还加进了静电作用。光滑表面摩擦过程中可能带上异号电荷，它们之间的静电作用，也是摩擦力的一个原因。综上所述，摩擦现象的机理是复杂的，是必须在分子尺度内才能加以说明的。由于分子力的电磁本性，摩擦力说到底也是由于电磁相互作用引起的。3、新粘附说综上所述，摩擦现象的机理是复杂的，摩擦力——非保守力保守力和非保守力的概念是从宏观的角度定义的。摩擦力做功是因为它是随着运动方向变化而变化，总是和运动相反的，回到原地必须会有运动方向的变化，那么摩擦力也一定会有方向的变化。摩擦力——非保守力保守力和非保守力的概念是从宏观的角度定义的r2r1质点1质点2d（r1）d（r2）f12f21这一对摩擦力的元功和：式中dr12是质点1相对于质点2的元位移因为摩擦力是成对存在的，即是一对相互作用力，因此，在考虑保守与否时应分析这一对力的做功情况。r2r1质点1质点2d（r1）d（r2）f12f21这一对摩1、对于静摩擦力，相对元位移dr12=0，即元功dw=0。所以，静摩擦力不是非保守力。2、对于滑动摩擦力，dw=f12·dr12。即一对滑动摩擦力总是阻碍相对滑动的发生，总是做负功。注意：应理解为一对滑动摩擦力做功之和总是负功，而