淺談滑動摩擦力解題的方法

【摘要】產生滑動摩擦力的三個條件缺一不可，判斷滑動摩擦力方向、計算滑動摩擦力的大小是解決問題的關鍵。

【關鍵詞】滑動摩擦力；產生條件；判斷方向；計算大小

滑動摩擦力是互相接觸的物體間發生相對滑動時，在接觸面產生的阻礙物體相對滑動的力。它與物體的重力、速度、運動方向無關。在我們常見的三個力當中，滑動摩擦力是學生們掌握的一個難點。以筆者的體會，學生在解題的過程中，只要狠抓住滑動摩擦力產生的三個條件以及滑動摩擦力的大小計算，就基本能夠解決這一類問題了。

產生滑動摩擦力的三個條件：（1）兩物體直接接觸且接觸面粗糙（μ≠0）。（2）兩物體間存在相互作用的彈力——正壓力。（3）兩物體接觸面之間有相對滑動。滑動摩擦力大小：f＝μFN（FN為正壓力）。

下面就幾個例題談談這一類問題的解題方法。

例1如圖所示，在水平面上向右運動的物體，質量為30kg。物體與水平面的動摩擦系數為0.1，在運動過程中，物體同時受到一個水平向左的大小為20N的拉力作用，則物體受到的滑動摩擦力為（g=10N/kg）（ ）

A.30N，向右B.30N向左

C.20N，向右D.20N向左

解析：大小：物體對地面的壓力FN＝G＝mg＝30×10＝300N

地面對物體的摩擦力f＝μFN＝0.1×300＝30N

方向：滑動摩擦力的方向總是與相對運動方向相反，物體在地面上向右滑動，相對于水平面的方向向右，所以物體受到的摩擦力方向向左。滑動摩擦力的方向與相對運動方向相反，與其它因素無關。故選B。

例2如圖所示，m和M用繞過滑輪的細線相連，m和豎直墻面接觸，且與豎直墻面的的動摩擦因數為μ（μ不為0），懸線保持豎直，M>m，M向下運動，m向上運動，m向上運動的過程中所受的摩擦力為（ D ）

A.μmg B.μMg C.（M-m）g D.0

解析：題目中雖然m與墻壁接觸且接觸面粗糙，但是懸線保持豎直說明m與墻壁之間無擠壓（無彈力），故滑動摩擦力為0。

例3如圖所示，當傳送帶（μ≠0）靜止時，小木塊從左端以速度v滑上傳送帶后，落到地面上的P點，若傳送帶逆時針轉動，仍讓小木塊從左端以速度v滑上傳送帶，那么（A）

A.它仍落在P點

B.它將落在P點右邊

C.它將落在P點左邊

D.無法判定落點，因為它可能落不到地面上來

解析：我們在分析物體在傳送帶上運動時，滑動摩擦力的大小f＝μFN，只與小木塊的正壓力有關，與傳送帶逆時針運動的速度無關。所以，此題小木塊前后兩次到達傳送帶左端的速度相等，兩次在傳送帶上的滑動摩擦力也相等，由牛頓第二定律和運動學公式可知，小木塊兩次到達傳送帶右端的速度應該相同，再由平拋運動規律可知，前后落地的水平位移相等。

例4如圖所示，均勻木板長為L，重為G，放在水平桌面上，且左端和桌端對齊，已知木板和桌面的動摩擦系數為μ，現對木板施加一水平向左推力，則該力至少做多少功才能將木板推出桌面？

解析：要使得推力做功最小，應該勻速推動物體。推的過程中，只需把物體的重心推離桌面就可以了。那么，隨著木板的推出，木板與桌面接觸的面積越來越小，物體受到的滑動摩擦力仍然是不變的（物體沒有脫離桌面之前，對桌面的壓力都等于重力），所以該推力至少做功W=FS=μGL/2。

學生易犯錯誤：學生在生活中遇到這種壓力不變而接觸面積變化的情況很少，再加上對滑動摩擦力產生的三個條件理解不到位，遇到這類題目就只有胡編亂造了。

總結：1.判斷滑動摩擦力方向：（1）選取研究對象，并選與其接觸的物體為參照物。（2）確定研究對象相對參照物的速度方向。（3）判斷滑動摩擦力方向（與相對運動方向相反）。2.計算滑動摩擦力的大小：（1）選取研究對象，分析其受力情況。（2）根據所學知識求出正壓力。（3）根據f＝μFN計算出滑動摩擦力。

（作者單位：江蘇省如皋市職業教育中心校）