摩擦力相關考點分析

雒科黨

摩擦力是高中物理中的重點知識，也是難點知識。對摩擦力的考查往往會結合物體的受力分析、物體的平衡、牛頓運動定律的應用和功能關系。所以，要想突破這個重、難點，我們必須對摩擦力有更全面的認識。下面我們結合考題對摩擦力進行全面分析。

一、摩擦力有無及方向的判定

1.根據摩擦力的產生條件進行判定。

摩擦力的產生條件有以下三個，而且這三個條件缺一不可。

a.兩物體的接觸面不光滑。

b.兩物體相互接觸且相互間存在彈力。

c.兩個物體的接觸面存在相對運動（或相對運動趨勢）。

確定存在摩擦力后，再根據摩擦力總是與物體相對接觸面的運動方向（或者相對接觸面的運動趨勢的方向）相反，確定摩擦力的方向。

解析：由于兩物體在沿粗糙墻壁下滑的過程中不能產生與墻壁之間的壓力，因此兩物體與墻壁之間不存在摩擦力，C、D錯誤。二者一起做自由落體運動，處于完全失重狀態，AB之間沒有彈力，B錯誤。選擇A項。

2.根據物體的運動狀態進行判定。

有的情況下是否滿足摩擦力產生的條件不好判斷，特別是物體間是否存在相對運動趨勢及其方向的判定。這種情況下需要結合運動狀態及假設的方法判斷靜摩擦力的有無及其方向。

例2.卡車上裝著一只始終與它相對靜止的集裝箱，不計空氣阻力，下列說法正確的是（ ）

A.當卡車開始運動時，卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動

B.當卡車勻速運動時，卡車對集裝箱的靜摩擦力使集裝箱隨卡車一起運動

C.當卡車勻速運動時，卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零

D.當卡車制動時，卡車對集裝箱的靜摩擦力等于零

鞏固訓練：如圖所示，物體A靠在豎直墻面上，在力F作用下，A、B保持靜止。物體A的受力個數為（ ）

A.2 B.3 C.4 D.5

二、摩擦力相關的幾個錯誤觀點的辨析

1.不能說摩擦力的方向一定與物體的運動方向相反。

摩擦力的方向總是與接觸面相切，靜摩擦力的方向與物體相對接觸面的運動趨勢的方向相反；滑動摩擦力的方向與物體相對接觸面的運動方向相反。而不是與物體的運動方向相反，因為物體的運動方向一般是相對地面來說的，而地面不一定是接觸面。所以，我們只能說摩擦力的方向與物體的相對運動方向相反。

2.不能說摩擦力一定阻礙物體的運動，一定是阻力。

3.不能說靜摩擦力一定不做功，滑動摩擦力一定做負功。

4.不能說摩擦力的方向一定與物體的運動方向共線。

摩擦力的方向可能與物體的運動方向相同，可能與物體的運動的方向相反，還可能與物體運動方向成一夾角。

例4.如圖所示，物體A靜止在勻速轉動的圓盤上，試判斷A所受靜摩擦力的方向。

解析：對A進行受力分析：受豎直向下的重力和豎直向上支持力，A又隨圓盤一起做勻速圓周運動，需要的向心力就只有圓盤對A的靜摩擦力提供，方向指向圓心。摩擦力的方向與物體的運動方向成90°角。因此，摩擦力的方向可以和運動的方向成一定的角度，不一定與運動方向在一條直線上。

5.不能說靜止的物體受到的摩擦力必定是靜摩擦力，運動的物體受到的摩擦力必定是滑動摩擦力。

例5.如圖所示，B置于光滑的水平面上，A置于B的上面，且A、B接觸面粗糙。在（1）圖中A、B在水平力F作用下，一起向右做加速運動，在（2）圖中A用輕繩水平拉住，B在F的作用下，向右運動。試分析A、B之間的摩擦力。

解析：在（1）中A、B一起向右做加速運動，但A與B保持相對靜止，A向右做加速運動，必受到向右的力的作用，這個力就是B給A的向右的靜摩擦力。即：運動的物體受到靜摩擦的作用。在（2）中，B相對于A向右運動，A相對地面靜止不動，A、B之間的摩擦力是滑動摩擦力，B給A的向右的滑動摩擦力。即靜止的物體受到滑動摩擦力的作用。總之，受靜摩擦力作用的物體相對接觸面一定是靜止的，相對地面可以是運動的。受滑動摩擦力作用的物體相接觸面一定是運動的，相對地面可以是靜止的。

三、摩擦力大小的計算

（1）μ為動摩擦因數，其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關；FN為兩接觸面間的正壓力，其大小不一定等于物體的重力。

（2）滑動摩擦力的大小與物體的運動速度無關，與接觸面的大小也無關。

由于靜摩擦力和滑動摩擦力的計算方法和決定因素不同，因此計算摩擦力之前一定要注意區分摩擦力的種類。

例6.（2011年天津卷）如圖所示，A、B兩物塊疊放在一起，在粗糙的水平面上保持相對靜止地向右做勻減速直線運動，運動過程中B受到的摩擦力（ ）

A.方向向左，大小不變

B.方向向左，逐漸減小

C.方向向右，大小不變

D.方向向右，逐漸減小