熟悉又陌生的摩擦力

陳利

摩擦力聽起來非常熟悉，且在生活中隨處可見，但你真正理解摩擦力嗎？

摩擦力的產生

兩個互相接觸的物體。當它們之間發(fā)生相對運動或有相對運動趨勢時。在接觸面上會產生一種阻礙物體相對運動或相對運動趨勢的力，這種力就叫作摩擦力（f）。

摩擦力產生的條件：①兩個物體直接接觸；②兩接觸面間有相互擠壓；③接觸面都粗糙；④兩物體有相對運動或者相對運動趨勢。這四個條件必須同時具備，才能產生摩擦力。

摩擦力是接觸力。分布在一個平面上，但其存在一個等效作用點，為了研究方便，一般把摩擦力的作用點取在物體的重心上。

運動的物體可能不受摩擦力。如物體A在水平傳送帶上與傳送帶一起向右勻速運動（如圖1），物體相對于傳送帶是靜止的，物體與傳送帶之間沒有發(fā)生相對運動或相對運動趨勢，所以物體A不受摩擦力。靜止的物體可能受到摩擦力作用。如手握酒瓶靜止時。酒瓶由于受到重力的作用，有向下落向地面的趨勢，所以手要對酒瓶施加一個與其相對運動趨勢相反的力，即豎直向上的摩擦力。

倒1 下列說法正確的是（不考慮空氣阻力）（ ）。

A.沿粗糙的豎直墻面下滑的物體一定受到摩擦力的作用

B.木塊豎立在小車上。隨小車一起以相同的速度向右做勻速直線運動。木塊受到摩擦力的作用

C.超導磁懸浮列車高速運行時。車體懸浮于軌道之上使得二者不接觸。因此不產生摩擦力

D.相互接觸的物體發(fā)生相對運動時。一定會產生摩擦力

解析：物體沿粗糙的豎直墻面下滑。物體與墻壁之間有相對運動。但物體與墻壁之間不一定有相互擠壓作用。所以不一定產生摩擦力，A錯；木塊隨小車一起以相同的速度向右做勻速直線運動，木塊相對于小車處于靜止狀態(tài)，既沒有相對運動，也沒有相對運動趨勢，故不產生摩擦力，B錯；磁懸浮列車高速運行時車體懸浮于軌道之上，不與軌道接觸，因此不產生摩擦力，C正確：相互接觸的物體間不一定發(fā)生相互擠壓。且接觸面也不一定粗糙，所以不一定產生摩擦力。D錯。

答案：C

摩擦力的分類

摩擦力分為滑動摩擦力、滾動摩擦力和靜摩擦力。兩個相互接觸的物體。當它們相對滑動時。在接觸面上會產生一種阻礙物體相對運動的力。這種力叫滑動摩擦力：一個物體在另一物體表面上滾動時產生的摩擦力。叫滾動摩擦力：若兩個物體相互接觸且相互擠壓。在外力作用下只具有相對運動趨勢，而又未發(fā)生相對運動。保持相對靜止。則它們接觸面之間出現的阻礙發(fā)生相對運動的力。叫作靜摩擦力。即存在相對運動趨勢的兩個物體間的摩擦力為靜摩擦力。

摩擦力的方向

摩擦力的作用效果總是阻礙物體的相對運動（或相對運動趨勢），故摩擦力的方向與物體的相對運動（或相對運動趨勢）的方向相反。需要注意的是。摩擦力的方向不一定與物體的運動方向相反。摩擦力也不一定都是阻礙物體運動的。

判斷摩擦力的方向時一定要明確“相對”的含義?！跋鄬Α奔炔皇菍Φ?。也不是對觀察者。而是對和它接觸的物體而言的。物體的相對運動（或相對運動趨勢）的方向是以相互摩擦的另外一個物體做參照物來確定的。而“物體的運動方向”一般是以地面為參照物確定的。決不能把“物體的相對運動（或相對運動趨勢）方向”與“物體的運動方向”混為一談。如圖2。用傳送帶向上輸送物體，在貨物隨著傳送帶向上運動過程中。貨物相對于傳送帶會向下運動或有向下運動的趨勢。此時貨物受到的摩擦力方向沿傳送帶向上，與傳送帶及貨物運動方向相同，且是使貨物向上運動的動力。但在站在地上的人看來，物體向上運動。如果認為摩擦力方向沿傳送帶向下就錯了。

例2 冰壺運動員的鞋底一只是塑料的。另一只是橡膠的。運動員滑行時，橡膠底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大。如圖3是運動員用b腳蹬冰面后。只用a腳向右滑行，可以確定的是（ ）。

A.滑行時冰對a鞋的摩擦力向右

B.蹬冰時冰對b鞋的摩擦力向左

C.a鞋底是橡膠的，會滑得更遠

D.a鞋底是塑料的。會滑得更遠

解析：冰壺運動員只用a腳向右滑行，a腳相對于冰面向右滑動。所以冰對a鞋的摩擦力向左，A錯；運動員用b腳蹬冰面時，依靠冰面對b腳的靜摩擦力來獲得前進的動力。b腳蹬冰面時相對于冰面有向左運動的趨勢。由于靜摩擦力的方向與相對運動趨勢方向相反，所以冰對b鞋的摩擦力向右，B錯；橡膠鞋底比塑料鞋底更粗糙，其他條件相同時，塑料的。鞋底受到摩擦力較小，所以a鞋底是塑料的。會滑得更遠，故C錯，D正確。

答案：D

摩擦力的大小

初中階段，摩擦力的大小主要是根據二力平衡條件求解。另外，要注意，滑動摩擦力的大小與壓力和接觸面的粗糙程度有關，壓力越大，接觸面越粗糙，滑動摩擦力越大；滑動摩擦力的大小與接觸面的面積和物體的運動速度無關。

例3 （2015·瀘州）如圖4所示。水平桌面的右端固定一定滑輪。輕質小盤通過一根繞過定滑輪的細繩與桌面上重為4N的木塊相連，當小盤內放有重為0.5N的砝碼時，木塊保持靜止狀態(tài)。這時木塊受到的摩擦力大小為——N；當小盤內放有重為0.6N的砝碼時，木塊正好做勻速直線運動。當小盤內放上重為0.7N的砝碼時，木塊受到的摩擦力大小為__N，木塊的運動狀態(tài)__（填“會”或“不會”）發(fā)生改變（不計繩重及繩與滑輪的摩擦）。

解析：當小盤內放有重為0.5N的砝碼時。砝碼盤對木塊的拉力為0.5N，木塊保持靜止狀態(tài)，木塊受到的摩擦力為靜摩擦力。大小等于拉力，則f=F=0.5N。當小盤內放有重為0.6N的砝碼時，砝碼盤對木塊的拉力為0.6N，木塊正好做勻速直線運動。此時木塊受到的摩擦力為滑動摩擦力，摩擦力與拉力是平衡力，則f=F=0.6N，當小盤內放上重為0.7N的砝碼時，砝碼盤對木塊的拉力為0.7N，由于壓力和接觸面的粗糙程度不變。所以木塊受到的滑動摩擦力不變。仍為0.6N。此時由于拉力大于摩擦力，木塊受的力為非平衡力，木塊的運動狀態(tài)會發(fā)生改變。

答案：0.5 0.6 會

學即用，練一練：

1.小明在家里做“筷子提米”實驗：將紙杯里裝滿米。壓緊后插入一根筷子，慢慢地把裝米的紙杯提了起來。如圖5。

（1）實驗中，將米和杯子提起來的力是摩擦力，這個力的施力物體是__，方向__。

（2）這種摩擦是一種__（填“滑動”“滾動”或“靜”）摩擦。

2.（2015·德陽）如圖6甲所示。相同的兩物塊A、B疊放在水平面上。在20N的水平推力F1的作用下一起做勻速直線運動。此時物塊A所受的摩擦力為__N。若將A、B物塊按圖6乙所示緊靠放在水平桌面上，用水平力F2推A，使它們一起做勻速直線運動，則推力F2=__N_

參考答案：1.（1）筷子 豎直向上 （2）靜2.0 20

責任編輯 程哲