走出摩擦力的誤區

金文強

誤區1：認為滑動摩擦力的大小與接觸面積及速度大小有關

滑動摩擦力的大小與壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，壓力越大、接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大。在一定范圍內，滑動摩擦力的大小與接觸面積的大小、速度的大小均無關。

例1 （2021·江蘇·鎮江）小華在水平桌面上用彈簧測力計探究影響滑動摩擦力大小的因素。在某次實驗中，小華拉動木塊在木板上運動，木塊運動的路程-時間圖象如圖1所示，若用F1和F2分別表示0 ～ t1和t1 ～ t2時間內彈簧測力計的示數，則可判斷F1 （填“ > ”、“=”或“<”）F2。

解析：根據路程-時間圖象可知，雖然v[1] > v[2]，但是木塊在水平方向上始終處于平衡狀態，即F = f，因為滑動摩擦力大小與運動速度大小無關，所以F[1]= F[2]。

答案：=

誤區2：認為摩擦力的方向一定與物體運動方向相反

摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反，同學們千萬不能認為摩擦力的方向與物體的運動方向一定相反。摩擦力的方向有時會與物體的運動方向相同，此時摩擦力不再是阻力，而是動力。

一般對于較難判斷的摩擦力方向，可以采用“假設法”，即假設物體不受摩擦力，想象物體的相對運動方向，此時摩擦力的方向與物體即將或正在相對運動的方向相反。如圖2中判斷甲、乙兩把牙刷所受摩擦力的方向時，可以先假設水平面絕對光滑，牙刷不受摩擦力，此時甲中牙刷將相對水平面向左運動，所受摩擦力的方向與相對運動方向相反，即水平向右;乙中牙刷將相對水平面向右運動，所受摩擦力的方向與相對運動方向相反，即水平向左。

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甲? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?; ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 乙

圖2

例2 （2021·江蘇·宿遷）興趣小組利用生活用品探究摩擦力方向。如圖3，鞋刷1固定在水平面上，向右緩慢拉動鞋刷2，下列對實驗現象的描述或分析正確的是（ ）。

A. 鞋刷1的刷毛向左彎曲

B. 鞋刷1受到摩擦力的方向水平向右

C. 鞋刷2對鞋刷1的摩擦力大于鞋刷1對鞋刷2的摩擦力

D. 鞋刷2對鞋刷1的摩擦力和鞋刷1對鞋刷2的摩擦力是一對平衡力

解析：根據題意，在向右緩慢拉動鞋刷2時，可采用“假設法”，即鞋刷1與2之間絕對光滑，鞋刷2將相對鞋刷1水平向右運動，所受摩擦力方向與相對運動方向相反，即水平向左;同理分析，鞋刷1受到水平向右的摩擦力，且鞋刷2對鞋刷1的摩擦力與鞋刷1對鞋刷2的摩擦力是一對相互作用力，大小相等。

答案：B

例3 （2021·福建）小華在操場進行爬桿鍛煉，在豎直桿上攀爬的過程中勻速向上運動時受到的摩擦力大小為f1，勻速向下運動時受到的摩擦力大小為f 2。若小華的自重為G，則（ ）。

A. f[1] = f[2] > G B. f[1] = f[2] < G

C. f[1] = f[2] = G D. f[1] > G > f[2]

解析：一般情況下，摩擦力阻礙物體的運動，是阻力，但是有時摩擦力也會成為動力，如腳走路、爬桿、爬繩等。本題中小華在爬桿鍛煉時在豎直方向做勻速運動，即在豎直方向上處于平衡狀態，因此，無論是勻速向上還是勻速向下，所受的摩擦力都等于本身重力。

答案：C

（作者單位：江蘇省揚州市儀征市月塘中學）

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