高中物理摩擦力问题的分析思路探析

湖南省长沙市周南中学(410645)

薛钦方●

高中物理摩擦力问题的分析思路探析

湖南省长沙市周南中学(410645)

薛钦方●

在高中物理知识的学习中，摩擦力问题是其中相当重要的一部分内容.高中生在解答物体受力问题的过程中，对于摩擦力的分析是最容易出错的地方，而且静摩擦力的分析在所有摩擦力中是最难分析的一种.本文主要从多个角度对摩擦力的产生和类型进行分析，并在实际案例中对摩擦力问题的解题思路进行讲解.

高中物理；摩擦力；静摩擦力；动摩擦力；解题思路

高中生在物理课堂中必然会学到摩擦力这部分内容，根据物体状态不同，摩擦力可以分为静摩擦力和动摩擦力两种.我们在学习静摩擦力常常会感到十分吃力，究其原因就是解题的思路有偏差，没有精确掌握到相应的解题方法，因此在对于物体的受力分析中，要想掌握摩擦力的受力情况，就必须掌握摩擦力产生的条件是什么.下面我们就来具体分析一下.

一、摩擦力的产生条件

1.物体接触面粗糙且相互之间存在弹力

在物体摩擦力的分析当中，同学们较为容易理解和掌握接触面粗糙这一必备条件，但是容易忽略掉物体之间的弹力这一产生摩擦力的关键因素.很多同学在做题时经常看到两个互相接触的物体就认为他们之间存在摩擦力，而不会认真分析他们之间是否有挤压力的存在.在现实生活中，两个物体看去相互接触，但是不存在任何弹力的情况是存在的.因此我认为要判断两个接触的物体之间是否存在挤压力的最好办法是将其中一个物体撤去，然后观察另外一个物体是否会受到影响.假如另一个物体的运动状态发生改变，那么就证明有弹力，反之则没有，这样就能够排除摩擦力的存在了.

2.物体存在相对滑动或相对滑动的趋势

物体存在相对滑动是比较容易判断的，然而相对滑动趋势的存在则是一个难以判断的摩擦状态，因为相对滑动趋势具有隐蔽性和可变性，对于初学物理的学生来讲，想要精确判断还存在很多困难，这还需要我们在今后的学习和做题过程中总结经验.

二、摩擦力做功特点分析

1.静摩擦力作用特点

对于静态摩擦力来说他对于物体在运动过程中既可以起到动力的作用，也可以起到阻力的作用，也就是说它既可以做正功，也可以做负功.静摩擦力作用在物体上，只能是将物体之间的机械能互相转换而不能将机械能转化成其他形式的能量.对于静摩擦力来说，在一个相互作用的系统内，一对静摩擦力做功的总代数和为零.例如，在两个互相存在静摩擦力的物体甲和乙来说，甲对乙的摩擦力和乙对甲的摩擦力大小相等，方向相反.甲乙两个物体在移动过程中，其相对于地面的所作的位移相同，所以这一对互相作用的静摩擦力一个做正功，一个做负功，且其做功的总代数和为零.

2.动摩擦力作用特点

一般我们在做动摩擦力的题时，一般都认为摩擦力是做功的，其实不然，滑动摩擦力在物体的运动过程中也可能是不做功的，例如两个物体相对运动，其中一个物体相对于地面静止，那么滑动摩擦力对这个物体是不做功的.

3.动摩擦力的分析

在分析滑动摩擦力的时候，首先必须满足上述摩擦力产生两个条件，然后就需要对物体的滑动方向进行分析，但是我们在分析的时候需要注意以下两点：(1)正压力分析

所谓正压力就是指在物体相对运动的过程中，与接触面互相垂直的压力，假如接触面是一个平面，那么正压力就垂直于平面，如果是曲线面，那么正压力的方向应该与接触点的切线方向垂直.如图1所示：

图1

将一个质量为m的物体，从斜面顶端由静止匀加速滑下，物体与斜面的动摩擦因数为μ,斜面与水平面的夹角为α，求物块所受摩擦力的大小是多少？

解析 我们将物体所受的力进行分解，如图1所示，G1=mgcosα,G2=mgsinα且N=G1=mgcosα.因此我们由牛顿定律可以得出物块所受到的正压力是F=N=mgcosα，所以物体所受的摩擦力为f=μF=μmgcosα.

(2)明确掌握物体的相对滑动方向

图2

在物体的相对运动中，滑动摩擦力既能起到阻力的作用，也能为物体滑动提供动力.滑动摩擦力在两个相对滑动的物体之间是成对出现的.如图2所示在力F的作用下，A物体对B物体有摩擦力，那么同时B物体也会对A物体产生摩擦力，那么在运动的过程中B物体受到的摩擦力就成为了B物体前进的动力.

4.静摩擦力的分析

在静摩擦力的分析中，经常让很多同学感到头疼的是对静摩擦力方向的判断.因为静摩擦力是物体在静止状态下产生的，它的方向正好与相对运动的方向相反.我认为借助物理规律和静摩擦力的产生条件来分析将会对解题思路有很大帮助.(1)分析相对运动的运动趋势来判断静摩擦力的方向运用这种方法来分析静摩擦力首先要假定他们的接触面是不光滑的，假定物体没有受到摩擦力的情况下来分析物体的滑动趋势，这个滑动的方向就是物体在实际情况下物体的运动趋势方向，那么静摩擦力的方向就是运动趋势方向的相反方向.下面我们就通过一个例题来说明一下静摩擦力的方向判断问题.

图3

例 在传送带上放置一个物体，当传送带匀速的向上运动时，这时传送带上的物体相对于传送带来说是处于静止的，如图3所示，这时物体受到的力有竖直向下的重力以及垂直于接触面的支撑力，那么请判断一下此时物体受到的摩擦力是什么方向的.

解析方法 由于物体是随着传输带的运动而匀速向上运动，这时物体在多种力的作用下处于相对平衡状态，因此根据物体在静止状态下受力平衡的规律，我们可以判断静摩擦力的方向是沿着传送带的斜面向上的.

[1]田淑芳.高中物理摩擦力教学浅谈[J].甘肃教育.2012(05):25-28 [2]包文维.摩擦力教学中应注意的几个问题[J].甘肃教育.2009(18):63-66

G632

B

1008-0333(2017)01-0088-01