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        對摩擦力認識的六個誤區(qū)

        2016-04-29 00:00:00方林
        青蘋果·教育研究版 2016年10期

        誤區(qū)一:摩擦力的方向總與物體的運動方向相反

        走出誤區(qū) 摩擦力的方向總平行于接觸面,與產(chǎn)生摩擦力的兩物體間的相對運動(或相對運動的趨勢)的方向相反,與兩物體各自的運動方向無關(guān)。因此摩擦力的方向可以和物體的運動方向相同,也可以相反,還可以垂直(如人手提油瓶水平移動時)。

        例1 如圖1所示,物塊相對靜止在傳送帶上,由低處運送到高處,試分析物塊所受摩擦力的方向。

        分析 物體相對靜止在傳送帶上,但它相對于傳送帶有向下滑動的趨勢,物體受到沿斜面向上的摩擦力。(物體的運動方向也是沿斜面向上的,故物體所受摩擦力方向與物體運動方向相同。)

        例2 如圖2所示,在水平地面上放置一長木板乙,乙上疊放著另一小木塊甲,現(xiàn)分別讓長木板與木塊以速度v、v水平向右運動,且v>v,試分析甲、乙所受摩擦力的方向。

        分析 因v>v,故甲相對于乙的運動方向水平向左,故甲受到的滑動摩擦力方向水平向右,與甲的運動方向相同;乙相對于甲的運動方向水平向右,故乙受到的滑動摩擦力方向水平向左,與乙的運動方向相反。

        誤區(qū)二:靜止的物體受到的摩擦力肯定是靜摩擦力,運動的物體受到的摩擦力肯定是滑動摩擦力

        走出誤區(qū) 判斷摩擦力的方向必須抓住“相對運動(趨勢)”中“相對”二字的含義?!跋鄬Α笔侵府a(chǎn)生摩擦力的相互接觸的物體之間,而非其他慣性參考系。只要兩物體間存在相對運動的趨勢,即使兩物體相對地面運動,此兩物體間仍可以受靜摩擦力作用。如例1中隨傳送帶一起勻速斜向上運動的物塊,受到的就是傳送帶施加的靜摩擦力的作用。

        誤區(qū)三:摩擦力總是阻力,阻礙物體的運動

        走出誤區(qū) 摩擦力阻礙相對運動或相對運動趨勢,并非就一定是阻力。因為摩擦力的方向可以與物體的運動方向相同也可以相反,所以不論是哪種摩擦力,都可以成為阻力或動力。當摩擦力的方向與物體的運動方向相同時,摩擦力就作為動力而存在(如例1中的物塊、例2中的甲物體),當摩擦力的方向與物體的運動方向相反時,摩擦力就作為阻力而存在(如例1中的傳送帶、例2中的乙物體)。

        誤區(qū)四:動摩擦因數(shù)總是小于1

        走出誤區(qū) 教材中列舉的幾種材料間的動摩擦因數(shù)均小于1,但不能認為所有材料間的動摩擦因數(shù)都小于1。實際上,兩種材料間的動摩擦因數(shù)也有大于1的情況。實驗測得橡皮與金屬間的動摩擦因數(shù)1<μ<4,銦與銦間的動摩擦因數(shù)1.5<μ<2.0。金屬經(jīng)過特殊處理后,動摩擦因數(shù)可達5~6。

        誤區(qū)五:在正壓力和接觸面粗糙程度相同時,接觸面積越大,運動速度越大,動摩擦力越大

        走出誤區(qū) 滑動摩擦力F的大小與接觸面上的正壓力F成正比,與接觸面積無關(guān),與運動快慢無關(guān)。

        例3 某物體在水平粗糙地面上先后以速率為1 m/s和2 m/s運動,則物體所受的摩擦力哪個大?

        分析 一樣大。

        例4 有一塊質(zhì)量為m的磚,它的長、寬、高分別25 cm、15 cm和8 cm,把它平放、側(cè)放和豎放在水平面上,用水平力拉動磚塊時,磚塊受到的摩擦力分別為F、F、F,則它們的大小關(guān)系為( )。

        A.F>F>F

        B.F=F=F

        C.F

        D.無法比較

        分析 一樣大,摩擦力與接觸面積無關(guān),選B。

        例5 一根質(zhì)量為m、長為a的均勻木棒,它與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ,用水平力F推它,當其經(jīng)過如圖3所示位置時,求摩擦力F。

        分析 因重心仍在桌面上,故F=mg,則F=μF=μmg。

        誤區(qū)六:靜摩擦力的大小隨正壓力的變化而變化

        走出誤區(qū) 滑動摩擦力F的大小與正壓力F成正比,即F=μF,但靜摩擦力的大小與正壓力無關(guān),只有最大靜摩擦力與正壓力F成正比。如圖4所示,物體靜止在墻面上,無論F是增大還是減小,只要物體靜止在墻面上,其受到墻面的靜摩擦力的大小均等于物體的重力。但是,當力F增大時,物體和墻之間的正壓力會增大,此時要使物體向上或向下移動就更困難,即最大靜摩擦力變大。由以上分析知,求靜摩擦力的大小時,常需將物體的狀態(tài)和其他受力情況結(jié)合起來分析。

        例6 如圖5所示,人用手握住一個油瓶,并確保能使瓶子靜止在豎直方向上,以下說法中正確的是( )。

        A.手握得越緊,油瓶受的摩擦力就會越大

        B.手握得越緊,油瓶與手之間的動摩擦因數(shù)就會越大

        C.手握得越緊,油瓶與手之間的最大靜摩擦力就會越大

        D.往油瓶里添油,油瓶受的摩擦力會增大

        分析 瓶子保持靜止,受力平衡,對瓶子進行受力分析,豎直方向上受重力和靜摩擦力,二力平衡,因而靜摩擦力等于重力,手握得越緊,油瓶與手之間的最大靜摩擦力就會越大,但是靜摩擦力始終等于重力,故A、B錯誤,C正確;往油瓶里添油,重力變大,所以油瓶受的摩擦力會變大,故D正確。故選CD。

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