对摩擦力认识的六个误区

2016-11-08安徽省巢湖四中

青苹果 2016年19期

关键词：传送带因数摩擦力

安徽省巢湖四中　方　林

对摩擦力认识的六个误区

安徽省巢湖四中方林

误区一：摩擦力的方向总与物体的运动方向相反

走出误区摩擦力的方向总平行于接触面，与产生摩擦力的两物体间的相对运动（或相对运动的趋势）的方向相反，与两物体各自的运动方向无关。因此摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同，也可以相反，还可以垂直（如人手提油瓶水平移动时）。

例1如图1所示，物块相对静止在传送带上，由低处运送到高处，试分析物块所受摩擦力的方向。

图1

分析物体相对静止在传送带上，但它相对于传送带有向下滑动的趋势，物体受到沿斜面向上的摩擦力。（物体的运动方向也是沿斜面向上的，故物体所受摩擦力方向与物体运动方向相同。）

例2如图2所示，在水平地面上放置一长木板乙，乙上叠放着另一小木块甲，现分别让长木板与木块以速度v1、v2水平向右运动，且v1＞v2，试分析甲、乙所受摩擦力的方向。

图2

分析因v1＞v2，故甲相对于乙的运动方向水平向左，故甲受到的滑动摩擦力方向水平向右，与甲的运动方向相同；乙相对于甲的运动方向水平向右，故乙受到的滑动摩擦力方向水平向左，与乙的运动方向相反。

误区二：静止的物体受到的摩擦力肯定是静摩擦力，运动的物体受到的摩擦力肯定是滑动摩擦力

走出误区判断摩擦力的方向必须抓住“相对运动（趋势）”中“相对”二字的含义。“相对”是指产生摩擦力的相互接触的物体之间，而非其他惯性参考系。只要两物体间存在相对运动的趋势，即使两物体相对地面运动，此两物体间仍可以受静摩擦力作用。如例1中随传送带一起匀速斜向上运动的物块，受到的就是传送带施加的静摩擦力的作用。

误区三：摩擦力总是阻力，阻碍物体的运动

走出误区摩擦力阻碍相对运动或相对运动趋势，并非就一定是阻力。因为摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同也可以相反，所以不论是哪种摩擦力，都可以成为阻力或动力。当摩擦力的方向与物体的运动方向相同时，摩擦力就作为动力而存在（如例1中的物块、例2中的甲物体），当摩擦力的方向与物体的运动方向相反时，摩擦力就作为阻力而存在（如例1中的传送带、例2中的乙物体）。

误区四：动摩擦因数总是小于1

走出误区教材中列举的几种材料间的动摩擦因数均小于1，但不能认为所有材料间的动摩擦因数都小于1。实际上，两种材料间的动摩擦因数也有大于1的情况。实验测得橡皮与金属间的动摩擦因数1＜μ＜4，铟与铟间的动摩擦因数1.5＜μ＜2.0。金属经过特殊处理后，动摩擦因数可达5～6。

误区五：在正压力和接触面粗糙程度相同时，接触面积越大，运动速度越大，动摩擦力越大

走出误区滑动摩擦力Ff的大小与接触面上的正压力FN成正比，与接触面积无关，与运动快慢无关。

例3某物体在水平粗糙地面上先后以速率为1 m/s和2 m/s运动，则物体所受的摩擦力哪个大？

分析一样大。

例4有一块质量为m的砖，它的长、宽、高分别25 cm、15 cm和8 cm，把它平放、侧放和竖放在水平面上，用水平力拉动砖块时，砖块受到的摩擦力分别为Ff1、Ff2、Ff3，则它们的大小关系为（）。

A.Ff1＞Ff2＞Ff3

B.Ff1=Ff2=Ff3

C.Ff1＜Ff2＜Ff3

D.无法比较

分析一样大，摩擦力与接触面积无关，选B。

例5一根质量为m、长为a的均匀木棒，它与桌面间的动摩擦因数为μ，用水平力F推它，当其经过如图3所示位置时，求摩擦力Ff。

图3

分析因重心仍在桌面上，故FN=mg，则Ff=μFN=μmg。

误区六：静摩擦力的大小随正压力的变化而变化

走出误区滑动摩擦力Ff的大小与正压力FN成正比，即Ff= μFN，但静摩擦力的大小与正压力无关，只有最大静摩擦力与正压力FN成正比。如图4所示，物体静止在墙面上，无论F是增大还是减小，只要物体静止在墙面上，其受到墙面的静摩擦力的大小均等于物体的重力。但是，当力F增大时，物体和墙之间的正压力会增大，此时要使物体向上或向下移动就更困难，即最大静摩擦力变大。由以上分析知，求静摩擦力的大小时，常需将物体的状态和其他受力情况结合起来分析。