沈亞華

一、對摩擦力的基本認識

1.摩擦力

摩擦力是自然界中一種常見的力，當一個物體在另一物體的表面沿接觸面的切線方向運動或有相對運動的趨勢時，在兩物體的接觸面之間會產(chǎn)生阻礙它們相對運動或相對運動趨勢的作用力，這個力叫摩擦力.

2.靜摩擦力

當兩個彼此接觸且相互擠壓的物體之間沒有發(fā)生相對滑動（相對靜止），但它們之間存在相對運動的趨勢時，在它們的接觸面上會產(chǎn)生一種阻礙物體間發(fā)生相對運動的力，這種力叫做靜摩擦力.

（1）相關(guān)實例：靜摩擦力是很常見的.例如，拿在手中的瓶子、毛筆不會滑落，就是靜摩擦力作用的結(jié)果.能把線織成布，把布縫制成衣服，也是靠紗線之間的靜摩擦力的作用.靜摩擦力在生產(chǎn)技術(shù)中的應(yīng)用也很多.例如，皮帶運輸機是靠貨物和傳送皮帶之間的靜摩擦力把貨物送往別處.

（2）產(chǎn)生條件：①接觸面粗糙；②兩物體彼此接觸且相互擠壓（有彈力）；③兩物體間存在相對運動的趨勢.

（3）作用效果：阻礙物體間發(fā)生相對運動.

（4）大小

①靜摩擦力的大小不是一個定值，與兩個相互接觸且存在擠壓的物體之間的相對運動趨勢有關(guān)，與接觸面的壓力大小無關(guān).實驗表明，當運動的趨勢增大時，靜摩擦力也隨著增大，但靜摩擦力的增大有一個限度，這個靜摩擦力的最大值叫做最大靜摩擦力.靜摩擦力隨實際情況而變，大小在零和最大靜摩擦力f_max之間.其數(shù)值由物體此時受的外力所決定.

②最大靜摩擦力：它等于使物體剛要運動所需要的最小外力.最大靜摩擦力與接觸面正壓力成正比，最大靜摩擦力隨正壓力的增大而增大，隨正壓力的減小而減小.例如：用手握一個玻璃瓶，另一個人去抽出玻璃瓶，當握瓶子的人用很小的力去握時，抽出瓶子的人也只需要很小的力就可抽出.但當握瓶子的人用很大的力握住瓶子的時候，抽出的人也要用很大的力去抽出.這個實驗說明，最大靜摩擦力的大小隨接觸面壓力（正壓力）的增大而增大.

③通常情況下，最大靜摩擦力總是略大于滑動摩擦力的.

（5）方向：總是跟兩物體的接觸面平行或相切，且跟物體間相對運動趨勢的方向相反.

3.滑動摩擦力

兩個物體相互接觸并擠壓，當它們沿接觸面發(fā)生相對運動時，每個物體的接觸面上都會受到對方作用的阻礙相對運動的力，這種力叫做滑動摩擦力.

（1）相關(guān)實例：生活中物體受到滑動摩擦力也很常見，例如：家里有個箱子，想挪一個位置，搬不動時就推著箱子移動，箱子和地面間的摩擦就是滑動摩擦力；你每天玩電腦時，鼠標不斷地在鼠標墊上運動，鼠標和鼠標墊之間的摩擦力就是滑動摩擦力.

（2）產(chǎn)生條件：①接觸面粗糙；②兩物體彼此接觸且相互擠壓（有彈力）；③沿接觸面發(fā)生相對運動.

（3）作用效果：阻礙物體間發(fā)生相對運動.

（4）大小

①滑動摩擦力f的大小跟正壓力成正比，即f=μN.其中μ為動摩擦因數(shù)，μ跟相互接觸的兩個物體的材料有關(guān)，還跟接觸面的粗糙程度有關(guān)，從式子中可知μ沒有單位.

②滑動摩擦力的大小比最大靜摩擦力F_max略小.通常的計算中可以認為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.

③影響滑動摩擦力大小的因素：滑動摩擦力大小與接觸面的壓力、接觸面的粗糙程度有關(guān)，與接觸面的面積無關(guān).

（5）方向：總是跟兩物體的接觸面平行或相切，且跟物體間相對運動的方向相反.

二、求解摩擦力的方法與技巧

例1有關(guān)靜摩擦力的說法中正確的是（）

A.只有靜止的物體才受靜摩擦力

B.靜摩擦力與壓力成正比

C.靜摩擦力可能與運動方向垂直

D.靜摩擦力的方向與物體運動方向一定相反

解析 受靜摩擦力作用的物體不一定靜止，故A錯.靜摩擦力的大小與壓力無關(guān)，而與物體的運動狀態(tài)及所受其他力的情況有關(guān)，故B錯.靜摩擦力的方向可與運動方向成任意角度，故C正確.靜摩擦力的方向與運動方向無關(guān)，但一定與相對運動趨勢方向相反，故D錯.

點撥運動的物體之間也可產(chǎn)生靜摩擦力，所以靜摩擦力中的“靜”應(yīng)理解為“相對靜止”.靜止的物體也可以受到滑動摩擦力，例如：在桌面上拖滑塊運動時，靜止的桌面就受到滑塊施加的滑動摩擦力作用.所以滑動摩擦力中的“動”應(yīng)理解為“相對運動”.

例2 如圖1所示，用外力F水平壓在質(zhì)量為m的物體上（設(shè)受力F的面絕對光滑），恰好使物體靜止，此時物體與墻之間的摩擦力為________；如果F增大為3F，物體與墻之間的摩擦力為____________.

解析 物體受向下的重力為，mg，由二力平衡條件知靜摩擦力大小也為mg，方向向上，當推力增為3F時，物體重力不變，則靜摩擦力也不變.

點撥靜摩擦力的大小總是隨使物體產(chǎn)生相對運動趨勢的外力（本題中的重力）的增大而增大的，而與接觸面壓力的大?。ū绢}中的F）無關(guān).本題中F的大小只是會影響到接觸面間的最大靜摩擦力的大小.

例3 質(zhì)量為2kg的物體，靜止在水平面上.物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.5，最大靜摩擦力與滑動摩擦力大小視為相等.給物體一水平拉力F，

（1）當F=5N時，地面對物體間的摩擦力是多大？

（2）當F=12N時，地面對物體間的摩擦力是多大？

（3）此后若將拉力F又減小為5N（物體仍在滑動），地面對物體的摩擦力是多大？

（4）若撤去拉力F，在物體繼續(xù)滑動的過程中，地面對物體的摩擦力是多大？（取g=10N/kg）

解析 （1）當F=5N時，F(xiàn)max物體沒有滑動，地面對物體的摩擦力為靜摩擦力，f=F=5N.

（2）當F=12N時，F(xiàn)>F_max，物體滑動起來，地面對物體的摩擦力為滑動摩擦力F滑=μN=μmg=0.5x2×10N=10N.

（3）當拉力F又減小為5N時，物體受到滑動摩擦力，仍是10N.

（4）當拉力F撤去后，仍是滑動摩擦力，大小為10N.