【高中·物理】消除对摩擦力理解错误观念

1、消除对摩擦力理解错误观念消除对摩擦力理解错误观念 蔡丽华蔡丽华 摩擦力分摩擦力分滑动滑动摩擦力和摩擦力和静静摩擦力。摩擦力。 解题时首先要弄清是哪一种摩擦力，它有解题时首先要弄清是哪一种摩擦力，它有何特点。何特点。静摩擦力静摩擦力 静摩擦力是相互接触的两个物体之间静摩擦力是相互接触的两个物体之间没有没有发生相对运动发生相对运动(相对静止相对静止)，但有相对运动的，但有相对运动的趋势趋势时产生的。时产生的。 静摩擦力表现为阻碍相对运动趋势，所以静摩擦力表现为阻碍相对运动趋势，所以静摩擦力的方向与静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相相对运动趋势的方向相反。反。滑动摩擦力滑动摩擦力 滑动摩擦力是一个

2、物体在另一个物体表面滑动摩擦力是一个物体在另一个物体表面发生发生相对滑动相对滑动时所产生的摩擦力。时所产生的摩擦力。 这时相互接触的两个物体之间产生了这时相互接触的两个物体之间产生了相对相对运动运动，而摩擦力表现为，而摩擦力表现为阻碍阻碍相对运动，故相对运动，故滑动摩擦力的方向与物体滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相对运动的方向相反相反。 滑动摩擦力的滑动摩擦力的大小大小与接触面的与接触面的粗糙程度粗糙程度及及两接触面之间的两接触面之间的正压力正压力大小有关，与接触大小有关，与接触面积大小面积大小无关无关。摩擦力的方向与物体的运动可以摩擦力的方向与物体的运动可以相同，相同，也可以也可以相反

3、相反。例：如图例：如图1 1，物块，物块A A随传送带以相同的速度一随传送带以相同的速度一起做匀速运动，当传送带分别处于图示的起做匀速运动，当传送带分别处于图示的运动状态时，试画出物块运动状态时，试画出物块A A的受力示意图。的受力示意图。 假设法，即假设法，即假设假设接触面光滑，看物体是否接触面光滑，看物体是否会发生相对运动，若发生相对运动，则说会发生相对运动，若发生相对运动，则说明受到静摩擦力。则说明物体原来的静止明受到静摩擦力。则说明物体原来的静止是有运动趋势的是有运动趋势的“静止静止”，且假设接触面，且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向，即为原光滑后物体发生的相对运动方向，即为原来

4、相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的力的方向方向，与相对运动趋势方向相反与相对运动趋势方向相反。判断判断静静摩擦力的有无摩擦力的有无分析分析 图图1 1甲、丙、丁中，物体所受摩擦力为静摩甲、丙、丁中，物体所受摩擦力为静摩擦力，其方向跟相对运动趋势的方向相反，擦力，其方向跟相对运动趋势的方向相反，而跟物体运动的方向关系表现为：甲、丙而跟物体运动的方向关系表现为：甲、丙相同，丁相反。图乙中，因物块相同，丁相反。图乙中，因物块A A与传送带与传送带之间没有相对运动的趋势，所以不存在摩之间没有相对运动的趋势，所以不存在摩擦力（尽管物体在运动）。擦力（尽管物体在运动

5、）。 受力情况分别对应如图受力情况分别对应如图2 2：在匀速运动的水平传送带上的物体在匀速运动的水平传送带上的物体 物体放上传送带后，在初始的一段时间物体放上传送带后，在初始的一段时间内，物体的速度尚未达到皮带的速度，物内，物体的速度尚未达到皮带的速度，物体相对皮带向后滑动，所以物体受到皮带体相对皮带向后滑动，所以物体受到皮带给它的向前的滑动摩擦力作用，它帮助物给它的向前的滑动摩擦力作用，它帮助物体向前运动，当物体的速度达到皮带的速体向前运动，当物体的速度达到皮带的速度后，物体与皮带间无相对运动，保持着度后，物体与皮带间无相对运动，保持着水平方向的匀速直线运动状态，所以不再水平方向的匀速直线运

6、动状态，所以不再受摩擦力作用。受摩擦力作用。 二、二、滑动摩擦力的方向不一定与拉滑动摩擦力的方向不一定与拉力的方向相反力的方向相反 例：如图例：如图3 3，物体，物体A A在拉力在拉力F F的作用下沿水平的作用下沿水平面匀速运动，试画出物体面匀速运动，试画出物体A A的受力示意图。的受力示意图。 分析：此题易作出如图分析：此题易作出如图4 4所示的错误受力分所示的错误受力分析图。摩擦力的方向应沿着接触面的方向，析图。摩擦力的方向应沿着接触面的方向，而与拉力方向无关。正确的受力分析如图而与拉力方向无关。正确的受力分析如图5 5所示。所示。 例：重为例：重为10N10N的物块在的物块在4N4N水平

7、向右的拉力水平向右的拉力作用下，沿水平面匀速运动，运动中的物作用下，沿水平面匀速运动，运动中的物块受到的合力是块受到的合力是_N_N；若将水平拉力突；若将水平拉力突然改为水平向左，大小减为然改为水平向左，大小减为3N3N，则此刻物，则此刻物块受到的合力为块受到的合力为_N_N。 分析：开始时物块匀速运动，所以物分析：开始时物块匀速运动，所以物块所受合力为零。当拉力突然改为水平向块所受合力为零。当拉力突然改为水平向左时，物块由于惯性仍然向右运动，物块左时，物块由于惯性仍然向右运动，物块所受摩擦力的方向仍然水平向左且大小不所受摩擦力的方向仍然水平向左且大小不变，所以物块所受合力为变，所以物块所受合

8、力为7N7N，方向水平向，方向水平向左。左。 例：如图例：如图7 7所示，物体所示，物体A A被传送带由低处向高处匀被传送带由低处向高处匀速输送过程中，受到的摩擦力的方向为：（速输送过程中，受到的摩擦力的方向为：（）A.A.沿传送带斜面向下沿传送带斜面向下B.B.沿传送带斜面向上沿传送带斜面向上C.C.不受摩擦力不受摩擦力D.D.无法确定无法确定 分析：同学们往往以为摩擦力一定是阻力，分析：同学们往往以为摩擦力一定是阻力，而阻力肯定是阻碍物体运动的力。本题中而阻力肯定是阻碍物体运动的力。本题中把把A A相对于地面的运动当作了相对于传送带相对于地面的运动当作了相对于传送带表面的运动，从而认为物体

9、表面的运动，从而认为物体A A斜向上运动，斜向上运动，则它受到的摩擦力必沿传送带斜面向下，则它受到的摩擦力必沿传送带斜面向下，故错选故错选A.A.解：物体解：物体A A斜向上的运动过程中，它相对于传斜向上的运动过程中，它相对于传送带是静止的，由于传送带倾斜，使得物送带是静止的，由于传送带倾斜，使得物体体A A具有沿传送带斜向下运动的趋势，根据具有沿传送带斜向下运动的趋势，根据摩擦力方向的规定，可知应选摩擦力方向的规定，可知应选B B。从另一角度来说，物体从另一角度来说，物体A A被倾斜的传送带由低被倾斜的传送带由低向高输送，说明物体向高输送，说明物体A A必受到一个倾斜向上必受到一个倾斜向上的

10、摩擦力，而使其随传送带由低向高运动，的摩擦力，而使其随传送带由低向高运动，此时，摩擦力的方向与物体的实际运动方此时，摩擦力的方向与物体的实际运动方向一致。应选向一致。应选B B。 例：如图例：如图8 8所示，在一条水平的传送带上放所示，在一条水平的传送带上放着一个物体着一个物体A A，物体，物体A A随着传送带一起向右随着传送带一起向右做匀速运动，则此时物体做匀速运动，则此时物体A A受到传送带对它受到传送带对它的摩擦力为：（）的摩擦力为：（） A.A.水平向右水平向右B.B.水平向左水平向左C.C.不受摩擦力不受摩擦力D.D.受到静摩擦力受到静摩擦力 分析：许多同学容易把物体分析：许多同学容

11、易把物体A A随传送带向右随传送带向右运动当作是物体运动当作是物体A A在传送带上向右滑动而误在传送带上向右滑动而误选选B B；还有人认为物体；还有人认为物体A A相对于传送带表面相对于传送带表面的相对位置没有改变，误认为物体运动必的相对位置没有改变，误认为物体运动必受到一个静摩擦力的作用，故错选受到一个静摩擦力的作用，故错选D D。 解：应用平衡力知识来分析。如果物体解：应用平衡力知识来分析。如果物体A A与传送带之间存在摩擦力，那么这个力必与传送带之间存在摩擦力，那么这个力必在水平方向上，或水平向右，或水平向左。在水平方向上，或水平向右，或水平向左。由于物体由于物体A A做匀速运动，如果受

12、到一个向右做匀速运动，如果受到一个向右（或向左）的摩擦力，则必有一个向左（或向左）的摩擦力，则必有一个向左（或向右）的力与之平衡。显然题中并不（或向右）的力与之平衡。显然题中并不存在这样一个力，故物体存在这样一个力，故物体A A与传送带之间不与传送带之间不存在摩擦力，物体存在摩擦力，物体A A的运动是由于物体具有的运动是由于物体具有惯性。故应选惯性。故应选C C。三、摩擦力不一定随拉力的增大而三、摩擦力不一定随拉力的增大而增大增大 例：木块重例：木块重20N20N，在，在3N3N水平向右的拉力作用下，沿水平向右的拉力作用下，沿水平桌面做匀速直线运动，木块受到的摩擦力为水平桌面做匀速直线运动，木

13、块受到的摩擦力为_ N_ N；当水平拉力增大为；当水平拉力增大为5N5N时，木块受到的时，木块受到的摩擦力为摩擦力为_N_N。 分析当拉力为分析当拉力为3N3N时，木块做匀速直线运动，由力时，木块做匀速直线运动，由力的平衡知识，滑动摩擦力的大小也为的平衡知识，滑动摩擦力的大小也为3N3N，方向水，方向水平向左。平向左。 当拉力增大为当拉力增大为5N5N时，由于支持力大小、接触面均时，由于支持力大小、接触面均不变，故滑动摩擦力的大小、方向均不变。当然不变，故滑动摩擦力的大小、方向均不变。当然此时木块不能再匀速运动了。此时木块不能再匀速运动了。 例：重为例：重为100N100N的木箱放在水平地面上

14、，用的木箱放在水平地面上，用5N5N的水平力推，木箱不动，此时木箱所受的水平力推，木箱不动，此时木箱所受摩擦阻力为摩擦阻力为_；改用；改用8N8N的水平力的水平力推，木箱仍不动，此时木箱所受摩擦阻力推，木箱仍不动，此时木箱所受摩擦阻力为为_。分析：在题述的两种情况中，木箱均静止，分析：在题述的两种情况中，木箱均静止，由力的平衡知识，应分别填由力的平衡知识，应分别填“5N”5N”、“8N”8N”。四、拉力大小影响滑动摩擦力的大四、拉力大小影响滑动摩擦力的大小小 例：用同样大小的作用力例：用同样大小的作用力F F，分别以如图，分别以如图9 9所示的方式依次作用在同一木箱所示的方式依次作用在同一木箱

15、A A上，使木上，使木箱向右运动，其中滑动摩擦力最小的是：箱向右运动，其中滑动摩擦力最小的是：（）（） A.A.甲图甲图B.B.乙图乙图 C.C.丙图丙图D.D.摩擦力都相同摩擦力都相同 分析：滑动摩擦力的大小由压力的大小和分析：滑动摩擦力的大小由压力的大小和接触面的粗糙程度决定。当给物体施加拉接触面的粗糙程度决定。当给物体施加拉力时，有时会改变接触面之间压力的大小，力时，有时会改变接触面之间压力的大小，这将导致滑动摩擦力的大小改变。这将导致滑动摩擦力的大小改变。 图图9 9中，由于拉力的作用，乙图的压力最大，中，由于拉力的作用，乙图的压力最大，丙图的压力最小，故丙图的摩擦力最小，丙图的压力最

16、小，故丙图的摩擦力最小，选选C C。五、摩擦力不一定是运动物体的五、摩擦力不一定是运动物体的阻力阻力 造成这种错误认识的根本原因在于把造成这种错误认识的根本原因在于把“阻阻碍物体的相对运动碍物体的相对运动”与与“阻碍物体的运动阻碍物体的运动”相混淆了。从力的作用效果上看，摩擦力相混淆了。从力的作用效果上看，摩擦力总是阻碍物体的相对运动，但它可以成为总是阻碍物体的相对运动，但它可以成为动力也可以成为阻力，视具体情况而定。动力也可以成为阻力，视具体情况而定。 比如前面谈到的人拉着小车在水平公路上比如前面谈到的人拉着小车在水平公路上行驶时，小车受到的摩擦力是阻力，它阻行驶时，小车受到的摩擦力是阻力，

17、它阻碍了小车向前运动；但传送带上的货物却碍了小车向前运动；但传送带上的货物却正是在摩擦力的作用下，才由低处被运输正是在摩擦力的作用下，才由低处被运输到高处的，是动力，同时这个力又阻碍了到高处的，是动力，同时这个力又阻碍了货物相对于传送带的向下滑动。货物相对于传送带的向下滑动。六、静止的物体也能受摩擦力，六、静止的物体也能受摩擦力，运动的物体不一定受摩擦力运动的物体不一定受摩擦力物体是否受摩擦力，与物体处于静止状态或物体是否受摩擦力，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于与其接触的物体是否有相对运动或

18、有相对运动的趋势。有相对运动的趋势。 假设法，即假设法，即假设假设接触面光滑，看物体是否接触面光滑，看物体是否会发生相对运动，若发生相对运动，则说会发生相对运动，若发生相对运动，则说明物体原来的静止是有运动趋势的明物体原来的静止是有运动趋势的“静静止止”，且假设接触面光滑后物体发生的相，且假设接触面光滑后物体发生的相对运动方向，即为原来相对运动趋势的方对运动方向，即为原来相对运动趋势的方向，从而确定静摩擦力的向，从而确定静摩擦力的方向方向，与相对运与相对运动趋势方向相反动趋势方向相反。判断判断静静摩擦力的有无摩擦力的有无例：如图例：如图1010，放在斜面上静止的物体是否受，放在斜面上静止的物体

19、是否受摩擦力？摩擦力？分析：分析：假定假定物体不受摩擦力，物体必然在重物体不受摩擦力，物体必然在重力的作用下沿斜面向下运动，而不再处于力的作用下沿斜面向下运动，而不再处于静止状态静止状态。 放在斜面上静止的物体，在自身重力的作放在斜面上静止的物体，在自身重力的作用下有相对于斜面用下有相对于斜面下滑下滑的趋势，所以受到的趋势，所以受到斜面给它的一个沿斜面斜面给它的一个沿斜面向上向上的摩擦力。的摩擦力。七、力越大，摩擦力不一定越大七、力越大，摩擦力不一定越大 例：小李手握住一个瓶口朝上的瓶子保持竖直例：小李手握住一个瓶口朝上的瓶子保持竖直方向静止在空中，而且不断增大手的握力。他说，方向静止在空中，而且不断增大手的握力。他说，根据在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，摩根据在接触面的粗糙程度相同时，压力越大，摩擦力越大，得出：瓶子受到的摩擦力变大。擦力越大，得出：瓶子受到的摩擦力变大。 分析：错误的原因在于，对滑动摩擦力和静分析：错误的原因在于，对滑动摩擦力和静摩擦力大小的决定因素理解不清。由于瓶子与手摩擦力大小的决定因素理解不清。由于瓶子与手之间是静摩擦