對摩擦力認識的六個誤區

安徽省巢湖四中　方　林

對摩擦力認識的六個誤區

安徽省巢湖四中方林

誤區一：摩擦力的方向總與物體的運動方向相反

走出誤區摩擦力的方向總平行于接觸面，與產生摩擦力的兩物體間的相對運動（或相對運動的趨勢）的方向相反，與兩物體各自的運動方向無關。因此摩擦力的方向可以和物體的運動方向相同，也可以相反，還可以垂直（如人手提油瓶水平移動時）。

例1如圖1所示，物塊相對靜止在傳送帶上，由低處運送到高處，試分析物塊所受摩擦力的方向。

圖1

分析物體相對靜止在傳送帶上，但它相對于傳送帶有向下滑動的趨勢，物體受到沿斜面向上的摩擦力。（物體的運動方向也是沿斜面向上的，故物體所受摩擦力方向與物體運動方向相同。）

例2如圖2所示，在水平地面上放置一長木板乙，乙上疊放著另一小木塊甲，現分別讓長木板與木塊以速度v1、v2水平向右運動，且v1＞v2，試分析甲、乙所受摩擦力的方向。

圖2

分析因v1＞v2，故甲相對于乙的運動方向水平向左，故甲受到的滑動摩擦力方向水平向右，與甲的運動方向相同；乙相對于甲的運動方向水平向右，故乙受到的滑動摩擦力方向水平向左，與乙的運動方向相反。

誤區二：靜止的物體受到的摩擦力肯定是靜摩擦力，運動的物體受到的摩擦力肯定是滑動摩擦力

走出誤區判斷摩擦力的方向必須抓住“相對運動（趨勢）”中“相對”二字的含義。“相對”是指產生摩擦力的相互接觸的物體之間，而非其他慣性參考系。只要兩物體間存在相對運動的趨勢，即使兩物體相對地面運動，此兩物體間仍可以受靜摩擦力作用。如例1中隨傳送帶一起勻速斜向上運動的物塊，受到的就是傳送帶施加的靜摩擦力的作用。

誤區三：摩擦力總是阻力，阻礙物體的運動

走出誤區摩擦力阻礙相對運動或相對運動趨勢，并非就一定是阻力。因為摩擦力的方向可以與物體的運動方向相同也可以相反，所以不論是哪種摩擦力，都可以成為阻力或動力。當摩擦力的方向與物體的運動方向相同時，摩擦力就作為動力而存在（如例1中的物塊、例2中的甲物體），當摩擦力的方向與物體的運動方向相反時，摩擦力就作為阻力而存在（如例1中的傳送帶、例2中的乙物體）。

誤區四：動摩擦因數總是小于1

走出誤區教材中列舉的幾種材料間的動摩擦因數均小于1，但不能認為所有材料間的動摩擦因數都小于1。實際上，兩種材料間的動摩擦因數也有大于1的情況。實驗測得橡皮與金屬間的動摩擦因數1＜μ＜4，銦與銦間的動摩擦因數1.5＜μ＜2.0。金屬經過特殊處理后，動摩擦因數可達5～6。

誤區五：在正壓力和接觸面粗糙程度相同時，接觸面積越大，運動速度越大，動摩擦力越大

走出誤區滑動摩擦力Ff的大小與接觸面上的正壓力FN成正比，與接觸面積無關，與運動快慢無關。

例3某物體在水平粗糙地面上先后以速率為1 m/s和2 m/s運動，則物體所受的摩擦力哪個大？

分析一樣大。

例4有一塊質量為m的磚，它的長、寬、高分別25 cm、15 cm和8 cm，把它平放、側放和豎放在水平面上，用水平力拉動磚塊時，磚塊受到的摩擦力分別為Ff1、Ff2、Ff3，則它們的大小關系為（）。

A.Ff1＞Ff2＞Ff3

B.Ff1=Ff2=Ff3

C.Ff1＜Ff2＜Ff3

D.無法比較

分析一樣大，摩擦力與接觸面積無關，選B。

例5一根質量為m、長為a的均勻木棒，它與桌面間的動摩擦因數為μ，用水平力F推它，當其經過如圖3所示位置時，求摩擦力Ff。

圖3

分析因重心仍在桌面上，故FN=mg，則Ff=μFN=μmg。

誤區六：靜摩擦力的大小隨正壓力的變化而變化

走出誤區滑動摩擦力Ff的大小與正壓力FN成正比，即Ff= μFN，但靜摩擦力的大小與正壓力無關，只有最大靜摩擦力與正壓力FN成正比。如圖4所示，物體靜止在墻面上，無論F是增大還是減小，只要物體靜止在墻面上，其受到墻面的靜摩擦力的大小均等于物體的重力。但是，當力F增大時，物體和墻之間的正壓力會增大，此時要使物體向上或向下移動就更困難，即最大靜摩擦力變大。由以上分析知，求靜摩擦力的大小時，常需將物體的狀態和其他受力情況結合起來分析。

圖4

例6如圖5所示，人用手握住一個油瓶，并確保能使瓶子靜止在豎直方向上，以下說法中正確的是（）。

圖5

A.手握得越緊，油瓶受的摩擦力就會越大

B.手握得越緊，油瓶與手之間的動摩擦因數就會越大

C.手握得越緊，油瓶與手之間的最大靜摩擦力就會越大

D.往油瓶里添油，油瓶受的摩擦力會增大

分析瓶子保持靜止，受力平衡，對瓶子進行受力分析，豎直方向上受重力和靜摩擦力，二力平衡，因而靜摩擦力等于重力，手握得越緊，油瓶與手之間的最大靜摩擦力就會越大，但是靜摩擦力始終等于重力，故A、B錯誤，C正確；往油瓶里添油，重力變大，所以油瓶受的摩擦力會變大，故D正確。故選CD。