走出学习摩擦力误区
2016-04-07孙振华
孙振华
两个物体相互接触。当它们要发生或者已经发生相对运动时。在接触面上会产生一个阻碍物体相对运动的力。这个力就叫摩擦力。摩擦力有滑动摩擦力(已经发生相对运动)和静摩擦力(要发生相对运动)之分。
摩擦力是初中力学研究经常遇到的力之一。同学们在初接触摩擦力时常产生认识上的误区。下面将一一进行澄清。
误区1:摩擦力的方向总与物体的运动方向相反
因为摩擦力总是阻碍物体相对运动(或相对运动趋势)的。所以摩擦力的方向总是与物体的相对运动方向相反(或与相对运动趋势方向相反)。故判断摩擦力方向时不能忽略“相对”二字。
例如小猴子向上爬竹竿。假设竹竿表面光滑。小猴子“相对”竹竿有下滑的趋势。所以爬竹竿时小猴子受到向上的摩擦力。与小猴子的运动方向相同。此例中“相对”是指与小猴子接触的物体。即判断摩擦力方向时“相对”是指与之接触的物体。
例1 如图1。物体被传送带由低处向高处匀速输送的过程中,受到的摩擦力方向为( )。
A.沿传送带斜面向下
B.沿传送带斜面向上
C.不受摩擦力
D.无法确定
错解:A
错固分析:误以为摩擦力是阻碍物体运动的力,认为物体A斜向上运动,则它受到的摩擦力必沿传送带斜面向下。
正解:物体在斜向上运动的过程中,它相对于传送带是静止的,由于传送带倾斜。使得物体相对传送带具有斜向下运动的趋势。因此。物体A会受到斜向上的摩擦力。选B。
正确答案:B
误区2:摩擦力总是阻力
所谓动力和阻力。是从力的作用效果来命名的。如果物体受到的力的方向与该物体运动的方向相同,则该力为动力;如果物体受到的力的方向与该物体运动的方向相反。则该力为阻力。如例1中的物体受到的静摩擦力沿斜面向上。与物体的运动方向相同。是使物体能向上运动的动力:再如人行走时,人与地面间的摩擦力对人来说也是动力。
例2 人在一般情况下步行前进时。若鞋底与地面不打滑。下列说法中正确的是( )。
A.地面对鞋底的摩擦力方向向后。阻碍人前进
B.地面对鞋底的摩擦力方向向前。推动人前进
C.鞋底花纹磨损后,摩擦力减小。人更容易前进
D.鞋底花纹磨损后,摩擦力增大,人更难前进
错解:A
错因分析:误认为摩擦力都是阻碍物体运动的。
正解:人之所以走路时向前。是因为地面给人鞋底的摩擦力向前。这是人向前行走的动力,A错误、B正确;鞋底花纹磨损后,接触面的粗糙程度减小,摩擦力减小,人更难前进,所以C选项说人更容易前进是错误的,D选项说摩擦力增大也是错误的。
正确答案:B
误区3:压力越大。静摩擦力越大
接触面的粗糙程度一定时。物体对接触面的压力越大。受到的滑动摩擦力就越大。静摩擦力的大小应根据物体的实际受力情况和实际运动状态。利用二力平衡条件来确定。
例3 小倩手握一盒粉笔在竖直方向保持静止,如果她不断增大手的握力,则摩擦力__(填“变大”“变小”或“不变”)。
错解:变大
错因分析:对影响滑动摩擦力和静摩擦力大小的决定因素理解不清。错误地理解为在接触面的粗糙程度相同时,压力越大。摩擦力越大。
正解:粉笔盒与手之间的摩擦是静摩擦。粉笔盒静止在空中。受到竖直向下的重力和竖直向上的摩擦力的作用。它们大小相等。由于粉笔盒所受的重力大小不变。所以手的握力增大时摩擦力大小不变。
正确答案:不变
误区4:运动的物体一定受摩擦力,静止的物体不受摩擦力
物体是否受摩擦力。与物体处于静止状态或运动状态没有直接的关系。关键是看物体相对于与其接触的物体是否有相对运动或相对运动的趋势。
倒4 如图2所示,A、B两物体叠放在一起。在拉力F的作用下一起向右做匀速直线运动。试判断B物体是否受摩擦力。
错解:B物体受摩擦力。
错因分析:误认为A、B一起向右做匀速直线运动。所以均受向左的摩擦力。
正解:假定B物体受到摩擦力。那么曰物体在水平方向上的合力必不为零。而力是改变物体运动状态的原因。所以B物体的运动状态必然会发生改变。而不再做匀速直线运动了。而实际情况是B物体一直在做匀速直线运动。故B物体不受摩擦力。
正确答案:B物体不受摩擦力。
误区5:摩擦力一定越小越好
摩擦力有不利的一面。例如一些转动装置,总是希望摩擦力越小越好。为此我们将这些部分做得很光滑。同时加上一些轴承以减小摩擦。由于静摩擦力的存在,鞋子会磨破。自行车轮胎的花纹也会磨平。是不是摩擦力越小越好呢?未必。摩擦力也有有利的或不可缺少的一面,如,没有鞋子和地面的摩擦力。我们就无法行走。
学即用,练一练:
用50N的压力F把重4N的物体压在竖直的墙上保持静止。墙面对物体的摩擦力为__N;若压力F增大为100N,则墙面对物体的摩擦力为__N。
参考答案:4 4
责任编辑 程哲