浅谈摩擦力

王秀丽

高中物理中的力学贯穿于整个物理学的始终，力学是整个高中物理的基础，它是重点也是难点。要想学好高中物理，必须学好力学，力学中的难点在于对物体进行受力分析，受力分析的难点在于对摩擦力的分析。

摩擦力分为静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。高中阶段重点分析静摩擦力和滑动摩擦力。摩擦力这节课的重点是静摩擦力有无的判断及大小、方向的确定；滑动摩擦力大小的计算、方向的判断，难点是静摩擦力有无的判断、大小及方向的确定。我通过日常生活中的实例猴子爬杆讲静摩擦力的概念，当猴子向上攀爬时，猴子相对于杆有向下的阻碍猴子发生相对运动趋势的力，这个力就是杆对猴子的静摩擦力，当猴子沿杆下滑时，猴子相对于杆向下滑动，杆给猴子一个向上的阻碍猴子发生相对滑动的力，这个就是杆对猴子的滑动摩擦力。通过这个实例就可以轻松地讲解摩擦力的概念，同学们比较感兴趣，也比较易懂。

对于摩擦力的产生条件，我用层层递进的方式，把摩擦力产生的四个条件逐步引入。要想判断两接触面见间是否有摩擦力，先看接触面是否光滑，若接触面光滑，那么后三个条件就不用看了，两接触面间一定无摩擦力；若两接触面粗糙，再看两接触面间是否有接触，若两接触面不直接接触，后两个条件不用看了，两接触面间一定无摩擦力，再看第三个条件，两接触面间是否有压力，若两接触面间无正压力，另四个条件不用看了，两接触面间一定无摩擦力；若两接触面间有正压力，再看第四个条件两接触面是否有相对运动趋势或相对运动，若两接触面间无相对运动趋势或相对运动，两接触面间无摩擦力；若两接触面间有相对运动趋势或相对运动，说明这四个条件同时满足了，两接触面间一定有摩擦力，这就是摩擦力有无判断方法。

静摩擦力随沿相对运动趋势方向外力的变化而变化，它是一个范围量，只在零到最大静摩擦力之间变化，静摩擦力的大小我们通常根据而力平衡和牛顿运动定律求解。我在讲解静摩擦力方向之前，先教学生判断静摩擦力方向之前，先教学生判断相对运动趋势的方向，假设接触面光滑，看物体相对接触面向哪个方向运动，这个方向就是相对运动趋势的方向，静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反。比如，人在走路的时候，脚向后蹬，脚相对于地面的相对运动趋势方向向后，地面给脚一个向前一个向前的静摩擦力，这个力就是人走路的动力；再如皮带运输机从低处往高处运输货物时，货物相对皮带有沿皮带斜向下的相对运动趋势，皮带给货物一个斜向上的静摩擦力，这个力是货物斜向上运输的动力。

滑动摩擦力的大小与正压力成正比，表示为F滑=μFN，教学时一定要强调μ，μ是两接触面间的动摩擦因数，它无单位，与接触面的材料和粗糙程度有关，与接触面的面积无关。不能说μ与F滑成正比，与FN成反比。应用F滑=μFN计算时，不能认为FN总与G相等，具体情况具体分析。

滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反，“相对”两字不能丢，相对运动是相对接触面来说的：滑动摩擦力的方向可以相反。比如，在水平地面上向右滑动的物体，受到地面对它的滑动摩擦力的方向向左，与运动的方向相反。再如，把一个小物块轻轻放在正在顺时针匀速转动的水平传送带上，小物块相对于传送带向右运动，传送带给小物块的滑动摩擦力向右，与小物块运动方向相同，小物块受的滑动摩擦力是小物块向右滑行的动力。

摩擦力是力学的重点，也是难点，在分析摩擦力的时候，容易产生以下误区。

误区一：误认为摩擦力一定是阻力。实际上摩擦力阻碍的是物体间的相对运动，摩擦力不一定是阻力，还可能是动力。如，猴子向上爬杆时受的摩擦力就是动力；再如，人走路时受的摩擦力就是动力。

误区二；认为只有静止的物体才受静摩擦力的作用，受滑动摩擦力的物体一定是运动的。静摩擦力产生在两个相对静止的物体之间，它们可能都运动，比如，汽车加速度前进时，相对于车厢静止的箱子，受到车厢对箱子向前的静摩擦力，箱子对车厢产生向后的静摩擦力；再如，人拉物体在水平面上向前运动时，地面对物体产生向后的滑动摩擦力，同时物体对静止的地面产生向前的滑动摩擦力的作用。

误区三：误认为摩擦力的方向一定与物体的运动方向相反。实际上，摩擦力与物体发生相对运动趋势方向或相对运动方向相反，与物体的运动方向可能相同，也可能相反，还可能与物体的运动方向在一条直线上。比如，轻轻放在正在运动的水平传送带上的小物块，受到的滑动摩擦力就与小物块的运动方向相同；再如，放在绕固定竖直转轴转动的水平圆盘上的小物块，受到的摩擦力时刻指向转轴与小物块的运动方向垂直，这个摩擦力提供小物块随圆盘一起转动的向心力。

误区四：认为物体间的压力越大，摩擦力就越大。实际上，滑动摩擦力、最大静摩擦力与物体间的正压力有关。在接触面的材料和粗糙程度一定情况下，压力越大，滑动摩擦力和最大静摩擦力越大，二静摩擦力的大小随物体间相对运动趋势方向的外力的变化而变化，当增大正压力时，静摩擦力不一定增大，可能不变。比如，我们用手拿啤酒瓶静止时，手对啤酒瓶的静摩擦力与啤酒瓶的垂力平衡。当我们增大手与啤酒瓶的静摩擦力不变，这始终与啤酒瓶的垂力平衡。

在教学过程中，一定要从日常生活中实际例子出发，抓住重点和难点，帮助学生走出摩擦力的四个误区，激发学生学习兴趣，为学好力学打下坚实基础。