“摩擦力”常見(jiàn)錯(cuò)誤歸類(lèi)分析

摩擦力是力學(xué)的重要概念之一，它既是考點(diǎn)，又是學(xué)生學(xué)習(xí)的難點(diǎn)。雖然摩擦力在生活中廣泛存在，廣大中學(xué)生對(duì)摩擦力現(xiàn)象很熟悉，但由于缺少對(duì)摩擦力的科學(xué)研究，大部分學(xué)生對(duì)物理學(xué)意義上的摩擦力卻倍感陌生，不會(huì)正確判斷摩擦力的方向及其大小，不明確增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法，解題時(shí)常常出現(xiàn)錯(cuò)誤，究其原因不外乎以下五種情況。

第一，不明確摩擦力的分類(lèi)及其各自的特點(diǎn)，將靜摩擦力跟滑動(dòng)摩擦力混為一談。從摩擦力產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)來(lái)看，可分為滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力和滾動(dòng)摩擦力三大類(lèi)?；瑒?dòng)摩擦力的大小只跟壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面面積的大小、物體運(yùn)動(dòng)速度等因素?zé)o關(guān)；而靜摩擦力的大小則要根據(jù)二力平衡知識(shí)進(jìn)行判斷，其大小由外力決定；對(duì)于滾動(dòng)摩擦力要比滑動(dòng)摩擦力小的多。

例題：如圖所示，用力把一個(gè)重為10N的物體壓在豎直墻壁上使其靜止，墻壁對(duì)物體的摩擦力為 N，增大壓力后，墻壁對(duì)物體的摩擦力將 N（選填：“變大”、“變小”或“不變”）。

【解析】物體靜止，受靜摩擦力作用。在豎直方向上，靜摩擦力與重力是一對(duì)平衡力，摩擦力大小為10N；當(dāng)增大壓力后，物體在豎直方向上仍靜止，摩擦力始終跟重力大小相等，保持不變，故答案為：10 不變。點(diǎn)評(píng)：本題主要考查對(duì)靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力的區(qū)分。如果不能確認(rèn)該摩擦力為靜摩擦力，往往受壓力越大，摩擦力越大的影響，錯(cuò)誤地認(rèn)為增大壓力后，摩擦力將增大。

第二，不會(huì)判斷摩擦力的方向，錯(cuò)誤地認(rèn)為摩擦力的方向跟物體運(yùn)動(dòng)方向相反。不論是滑動(dòng)摩擦力、滾動(dòng)摩擦力還是靜摩擦力，其方向總是跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向（或運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）相反。對(duì)于滑動(dòng)摩擦力方向的判斷方法是：先判斷被研究的物體相對(duì)于接觸面向哪運(yùn)動(dòng)，然后再明確摩擦力的方向（與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反）；對(duì)于靜摩擦力和滾動(dòng)摩擦力方向來(lái)說(shuō)，其判斷方法是：先假設(shè)沒(méi)有摩擦力存在，看看物體將向哪個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，則摩擦力的方向一定與假設(shè)情況下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)相反。

例題：（2015·德陽(yáng)）如圖甲所示，A處于靜止?fàn)顟B(tài)，B在拉力作用下向右勻速運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)?jiān)趫D中畫(huà)出A物體所受摩擦力f和支持力的示意圖（力的作用點(diǎn)圖中已標(biāo)出）。

【解析】物體A雖然靜止，但A相對(duì)于B向左滑動(dòng)，所以A受到B向右的摩擦力，同時(shí)受到向上的支持力。答案如圖乙所示。點(diǎn)評(píng)：本題的解題關(guān)鍵是先判斷出物體A相對(duì)于B向左滑動(dòng)，從而確定A受到B水平向右的摩擦力，否則很容易錯(cuò)判A受到向左的摩擦力。

第三，不理解滑動(dòng)摩擦力的實(shí)驗(yàn)探究原理及方法。滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生在兩個(gè)相對(duì)滑動(dòng)的接觸面之間，因此無(wú)法直接測(cè)量其大小，為了探究其大小及影響因素，只能借助于二力平衡知識(shí)，通過(guò)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)進(jìn)行間接測(cè)量，這本身就是一種轉(zhuǎn)換法。又由于滑動(dòng)摩擦力的大小跟壓力的大小和接觸面的粗糙程度均有關(guān)，所以在實(shí)驗(yàn)探究時(shí)必須使用控制變量法。在利用二力平衡知識(shí)測(cè)量滑動(dòng)摩擦力時(shí)，由于物體的平衡狀態(tài)有靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)兩種情況，所以就出現(xiàn)了兩種不同的測(cè)量方案。一是用彈簧測(cè)力計(jì)拉著滑塊在水平面上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑動(dòng)摩擦力的大小等于測(cè)力計(jì)的示數(shù)，但學(xué)生往往忽略了必須做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)這一實(shí)驗(yàn)條件，錯(cuò)誤地認(rèn)為測(cè)力計(jì)的示數(shù)就等于摩擦力的大?。欢鞘够瑝K處于靜止?fàn)顟B(tài)，隨意拉動(dòng)滑塊下面的長(zhǎng)木板，這種方案跟前者相比，其優(yōu)點(diǎn)是測(cè)力計(jì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，便于讀數(shù)，且不需要?jiǎng)蛩倮瓌?dòng)長(zhǎng)木板，便于操作，但學(xué)生往往只知其一不知其二。

例題：（2014·萊蕪）如圖所示，小華將彈簧測(cè)力計(jì)一端固定，另一端鉤住長(zhǎng)方體木塊m，m下面是一塊長(zhǎng)木板，實(shí)驗(yàn)時(shí)拉著長(zhǎng)木板沿水平地面向左勻速運(yùn)動(dòng)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)穩(wěn)定后是4N，則m受到的摩擦力大小是 N；然后增大拉力F，拉動(dòng)木板向左加速運(yùn)動(dòng)（m仍在木板上），則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)將 （選填：“變大”、“變小”或“不變”）。

【解析】拉動(dòng)長(zhǎng)木板，木塊相對(duì)于地面靜止，受到平衡力的作用，摩擦力等于測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即為4N；因?yàn)槟緣K所受滑動(dòng)摩擦力的大小僅與壓力和接觸面的粗糙程度有關(guān)，與長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān)，所以，快速拉動(dòng)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變。故答案為：4 不變。點(diǎn)評(píng)：本題考察學(xué)生對(duì)于摩擦力測(cè)量方案二的理解，大部分學(xué)生往往受方案一中勻速拉動(dòng)要求的影響，錯(cuò)誤的認(rèn)為向左加速拉動(dòng)木板時(shí)，測(cè)力計(jì)的示數(shù)將變大。

第四，不會(huì)根據(jù)物體的平衡狀態(tài)分析、判斷物體所受摩擦力的大小。平衡狀態(tài)是指物體處于靜止或勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使物體處于平衡狀態(tài)的條件是物體受平衡力的作用或不受力，只要能確定物體在某一個(gè)方向上處于平衡狀態(tài)，則可根據(jù)物體的受力情況判斷摩擦力的大小。

例題：（2015·內(nèi)江）如圖所示，疊放在一起的物體A和B，在大小為F的恒力作用下沿水平面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，則下列結(jié)論中正確的是（ ）

A.甲、乙兩圖中物體A均受到地面對(duì)它大小均為F的摩擦力

B.甲、乙兩圖中物體B所受摩擦力大小均為F

C.甲圖中物體A受到地面對(duì)它的摩擦力為0，物體B受到的摩擦力為F

D.乙圖中物體A受到地面對(duì)它的摩擦力為F，物體B受到的摩擦力為0

【解析】因?yàn)锳和B疊放在一起沿水平面做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，以AB整體為研究對(duì)象，則在水平方向上均處于平衡狀態(tài)，受平衡力作用，所以物體A在水平方向上受地面向左的摩擦力，即f=F。所以選項(xiàng)A正確；甲圖中，AB同時(shí)向前做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，AB之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，以B為研究對(duì)象，在水平方向上B不受力的作用，也就不受摩擦力，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；乙圖中以B為研究對(duì)象，B在水平方向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，受平衡力，所以B受水平向左的摩擦力，即f=F，因此選項(xiàng)D錯(cuò)誤，故選A。點(diǎn)評(píng)：本題考查了運(yùn)用平衡知識(shí)對(duì)摩擦力大小的判定，解題的關(guān)鍵是先用整體法分析物體A的受力情況，再用隔離法判斷出甲圖中物體B不受摩擦力的作用，而乙圖中B所受摩擦力的大小為F。

第五，不能及時(shí)歸納形成增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法。

教材中對(duì)于增大和減小摩擦力的方法是以圖例形式講解，知識(shí)內(nèi)容相對(duì)松散，沒(méi)有形成知識(shí)板塊，弱化了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解記憶。統(tǒng)觀全局增大摩擦力的常用方法有三種，即：變滾動(dòng)為滑動(dòng)、壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度、接觸面的粗糙程度一定時(shí)，增大壓力；而減小摩擦力的方法，除了增大摩擦的逆反應(yīng)用外還有使接觸面彼此分離，且使接觸面彼此分離又包含滴加潤(rùn)滑油、氣墊船和磁懸浮等多種情況。

例題：（2015·樂(lè)山）下列關(guān)于自行車(chē)的一些部件設(shè)計(jì)或使用，為減小摩擦的是（ ）

A.車(chē)輪的外胎上做有凹凸花紋

B.軸承中裝有滾珠

C.剎車(chē)時(shí)用力捏閘柄，增大閘皮對(duì)車(chē)圈的壓力

D.車(chē)把套上制作了花紋

【解析】車(chē)輪的外胎上做有凹凸花紋是在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度增大摩擦；軸承中裝有滾珠是變滑動(dòng)為滾動(dòng)減小摩擦；剎車(chē)時(shí)用力捏閘柄，增大閘皮對(duì)車(chē)圈的壓力是在接觸面粗糙程度一定時(shí)，增大壓力增大摩擦；車(chē)把套上制作了花紋是在壓力一定時(shí)，增大接觸面的粗糙程度增大摩擦。故選B。點(diǎn)評(píng)：本題考查對(duì)增大有益摩擦或減小有害摩擦的方法的理解、記憶，提高解題能力的關(guān)鍵是多觀察生活現(xiàn)象，及時(shí)將相關(guān)知識(shí)納入已有的知識(shí)體系。

總之，學(xué)習(xí)時(shí)多留意以上五個(gè)方面的問(wèn)題，及時(shí)總結(jié)、鞏固，則能迅速提升解題能力。