靜摩擦力和動摩擦力的區分研究

趙昊 湖南省邵東第一中學

靜摩擦力和動摩擦力的區分研究

趙昊 湖南省邵東第一中學

在高中物理知識學習中，靜摩擦力和動摩擦力是學習的重點和難點，靜摩擦力與動摩擦力的方向判定、大小計算以及做功問題都是比較難以掌握的。文章圍繞動、靜摩擦力的概念和產生條件展開，研究這兩種摩擦力的區分，以進一步深化認知此模塊知識內容。

靜摩擦力 動摩擦力 區分研究

高中物理學中的靜摩擦力和動摩擦力在日常生活中都比較常見，但在學習過程中要想掌握好這兩部分知識，其難度較大。為了更好地理解和應用這兩種摩擦力，準確解答出相關題目，學生需要對靜摩擦力和動摩擦力之間的區別進行深入研究。

1 相關概念界定

1.1 靜摩擦力概念解析

在高中物理學中，教材對靜摩擦力和動摩擦力分別進行了概念界定。具體而言，物體在另一物體的表面進行運動時，二者之間會產生一定的運動阻力，或者是相對運動趨勢的作用力，那么這個力就是摩擦力。而如果這兩物體相互碰觸相互擠壓并且兩個物體都是處于靜止狀態的，其只會在外力作用下，產生相對應的滑動趨勢，相對于兩個物體來說其并沒有發生相互滑動，它們之間的這種阻礙力就叫做靜摩擦力。由此可見，靜摩擦力的產生是具備一定條件的，兩物體的接觸、擠壓、接觸面粗糙、存在相對運動趨勢都是靜摩擦力產生的必要條件，這些條件缺一不可，必須同時滿足，否則，便不會產生靜摩擦力。

1.2 動摩擦力概念解析

動摩擦力主要是指在兩個相互接觸的物體表面，兩物體都處于相互滑動狀態時，在兩物體的接觸面上會產生一定的阻礙力，阻礙物體的滑動，這便是動滑動摩擦力，也叫做動摩擦力。一般而言，動摩擦力是一種物體接觸面切線方向的約束力，通常記為Fd。通常情況下動摩擦力的產生條件也有三個，一是兩個物體的表面必須相接觸并存在一定的擠壓力，二是接觸面相對粗糙，三是存在相對滑動趨勢。這三個條件也必須同時滿足，缺一不可。動摩擦力也有大小，其大小與接觸面的粗糙程度相關，并且其與物體的正壓力成正比，而與物體的滑動速度成反比。

2 靜摩擦力與動摩擦力的區分研究

靜摩擦力與動摩擦力之間的區分比較顯著，二者在概念，作用力方向、做功情況以及方向的判定和作用力的計算等方面存在區別。靜摩擦力和動摩擦力在概念上的區分上文已經闡述過了，在此就不贅述。而這兩種摩擦力在其他方面的區分筆者將通過例題的形式進行解讀。

2.1 摩擦力有無的判斷

依據動、靜摩擦力的產生條件可知，要想判斷是否存在靜摩擦力，可以從其產生原因、相對運動趨勢以及力的作用效果等方面進行分析，具體分析過程如例題1所示。而動摩擦力的判斷相對簡單，筆者就不介紹了。

例題1：在圖1中，A、B、C三物體的質量分別是M、m、m0，在圖中，繩子不能夠隨意伸長，繩子與滑輪之間的質量和摩擦力忽略，如果B隨A一起沿水平桌面做勻速運動，試判定以下哪些選項不正確。

圖1

A、物塊A與桌面之間有摩擦力

B、A與B之間有摩擦力

C、桌面A、B對A都有摩擦力

D、桌面A、B對A都沒有摩擦力

解析：在此題中，由于A做的運動是勻速運動，其在運動過程中會受到繩子的拉力，所以A與桌面之間一定存在著摩擦力，所以A選項一定正確。而在題設中B隨A一起沿水平桌面做勻速運動，A與B之間并不會存在相對運動趨勢，所以這二者之間是不可能存在摩擦力的，所以不正確的選項主要有B、C、D。

2.2 摩擦力方向的判斷

摩擦力的方向與物體的運動方向密切相關，一般而言，靜摩擦力的方向與物體的相對運動趨勢方向相反，而與物體自身的運動方向沒有任何聯系。動摩擦力的方向與物體相對運動的方向也是相反的。相比較而言，靜摩擦力的方向判定比動摩擦力的方向判定要難得多，要想正確判斷靜摩擦力的方向就必須要先弄清楚物體相對運動的趨勢方向，在判斷過程中需要采用化動為靜的思路。其具體判斷過程將通過例題2進行介紹。

例題2：在一斜面上有一物塊M，其在受到斜面方向上的力F的影響，而處于靜止狀態，對于物塊來說，斜面會對其產生靜摩擦力，并判斷以下選項的正誤。

A、方向一定沿斜面向上

B、方向可能沿斜面向下

C、大小可能等于0

D、大小可能等于F

此外，靜摩擦力與動摩擦力在計算方面也存在不同，靜摩擦力大小的計算會根據其平衡條件來進行求導，而如果物體處于不平衡狀態時則需要利用牛頓第二定律來求取靜摩擦力的大小。動摩擦力的是根據固定公式f=N來進行計算的，其大小與相對運動速度和物體接觸面的大小沒有任何關系。

在高中物理知識的學習中，靜摩擦力相對較復雜，其與動摩擦力之間存在顯著區別。二者在概念、摩擦力的判斷、摩擦力的方向以及摩擦力的大小計算方式都不同，在學習過程中一定要注意區分。

[1]陳芳,徐慶,拾景忠.靜摩擦力實驗探究[J].物理實驗,2016,(12):39-41.