劉阿平　李丹

摩擦力與我們的生活息息相關(guān)，所以人們對(duì)摩擦現(xiàn)象并不陌生.但很多同學(xué)在遇到關(guān)于摩擦力的問(wèn)題時(shí)仍感到無(wú)從下手.下面就讓我們一起來(lái)揭開(kāi)摩擦力神秘的面紗吧！

摩擦力的產(chǎn)生條件與方向

在物理學(xué)中，摩擦力是指當(dāng)一個(gè)物體在另一個(gè)物體的表面上做相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）時(shí)，受到的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）的力.

1.摩擦力產(chǎn)生的條件

物體間產(chǎn)生摩擦力的條件有三個(gè)：（1）物體間必須接觸并有相互擠壓的作用.（2）物體間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）.（3）物體間接觸面粗糙.這三個(gè)條件必須同時(shí)滿足才能產(chǎn)生摩擦力，缺一不可，

例1如圖1所示.將一箱貨物放在水平向左勻速運(yùn)動(dòng)的輸送帶上，開(kāi)始貨物與輸送帶間有一段很小距離的相對(duì)滑動(dòng).然后貨物隨輸送帶一起勻速運(yùn)動(dòng).當(dāng)輸送帶突然制動(dòng)時(shí)，貨物會(huì)繼續(xù)向前滑動(dòng)一段距離后停下，貨物剛放上輸送帶的瞬間，貨物在水平方向上的受力情況為_(kāi)___;當(dāng)貨物隨輸送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，貨物在水平方向上的受力情況為_(kāi)___：當(dāng)輸送帶突然制動(dòng)時(shí)，貨物在水平方向上的受力情況為_(kāi)___.（均填“受到水平向右的摩擦力”“受到水平向左的摩擦力”或“不受力”）

解析：貨物剛放上輸送帶的瞬間.貨物相對(duì)輸送帶向右運(yùn)動(dòng)，所以貨物受到一個(gè)水平向左的滑動(dòng)摩擦力：當(dāng)貨物隨輸送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，貨物與輸送帶之間沒(méi)有發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)），所以不受摩擦力;當(dāng)輸送帶突然制動(dòng)時(shí)，貨物相對(duì)輸送帶向左運(yùn)動(dòng)，所以受到一個(gè)水平向右的滑動(dòng)摩擦力.

答案：受到水平向左的摩擦力不受力受到水平向右的摩擦力

2.摩擦力的方向

摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）方向相反.相對(duì)運(yùn)動(dòng)是指一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體有連續(xù)位置的改變.相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是指一個(gè)物體相對(duì)于另一個(gè)物體將要發(fā)生但還未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng).

摩擦力的種類與大小

摩擦現(xiàn)象若按運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)分.可分為靜摩擦和動(dòng)摩擦，動(dòng)摩擦又分為滑動(dòng)摩擦和滾動(dòng)摩擦（如球在水平面上滾動(dòng)時(shí)受到的摩擦力.初中階段一般不討論其大?。?若按對(duì)人們產(chǎn)生的利害關(guān)系來(lái)分，摩擦可分為有益摩擦和有害摩擦.

1.靜摩擦力

靜摩擦力存在于兩個(gè)相對(duì)靜止但有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的物體間，在圖2中，當(dāng)F=1 N時(shí).若物體A靜止不動(dòng).則我們說(shuō)物體A在拉力F的作用下，相對(duì)地面有了向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)（將動(dòng)未動(dòng)）.所以物體A受到地面對(duì)它水平向左的靜摩擦力.根據(jù)二力平衡條件可知，該靜摩擦力的大小f靜=1 N.若F=5 N時(shí)，物體A仍靜止不動(dòng)，則物體A此時(shí)受到地面對(duì)它水平向左的靜摩擦力f靜=5 N.由此可見(jiàn)靜摩擦力是可以變化的，其大小永遠(yuǎn)等于那個(gè)想讓物體動(dòng)的“拉力”.

倒2用20 N的壓力將重5N的物體壓在墻壁上（如圖3所示），此時(shí)物體受到的摩擦力的方向____ .摩擦力的大小為_(kāi)___ N.若壓力增加到30 N，物體受到的摩擦力的大小為_(kāi)___N.

解析：被壓在墻上的物體處于靜止?fàn)顟B(tài).在豎直方向上受到重力和靜摩擦力.重力與靜摩擦力是一對(duì)平衡力，兩力大小相等（f=G=N），方向相反，當(dāng)壓力增大時(shí).物體在豎直方向上的受力情況沒(méi)有發(fā)生變化.仍然只受到重力和靜摩擦力，且它們?nèi)允且粚?duì)平衡力，保持不變.

答案：豎直向上5 5

2.滑動(dòng)摩擦力

滑動(dòng)摩擦力產(chǎn)生于發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間.滑動(dòng)摩擦力的方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，滑動(dòng)摩擦力的大小與物體間接觸面的粗糙程度、物體對(duì)接觸面的壓力的大小有關(guān).與物體運(yùn)動(dòng)速度的大小、接觸面的大小無(wú)關(guān).

例3 重為500N的箱子放在水平地面上.小明用6N的水平推力推箱子，箱子未動(dòng)，這時(shí)箱子受到的摩擦力____（填“大于”“小于”或“等于”）6 N。當(dāng)推力增大到20 N時(shí)，箱子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).當(dāng)小明用30N的推力推著箱子運(yùn)動(dòng)時(shí)，箱子受到的摩擦力為_(kāi)__N.

解析：推箱子但箱子未動(dòng)，所以箱子受到地面對(duì)它的靜摩擦力，根據(jù)二力平衡條件可知，此時(shí)靜摩擦力的大小等于推力，為6N.當(dāng)推力增大到20 N時(shí)，箱子恰好做勻速直線運(yùn)動(dòng).說(shuō)明此時(shí)箱子所受的滑動(dòng)摩擦力與推力相等，因?yàn)榛瑒?dòng)摩擦力的大小只與物體間接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關(guān)，當(dāng)推力增大為30 N時(shí).接觸面的粗糙程度和壓力的大小均沒(méi)有變化，所以箱子受到的摩擦力仍為20 N.

答案：等于20

3.有益摩擦與有害摩擦

摩擦力是阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)（或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)）的，所以它不一定阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，它的方向與物體運(yùn)動(dòng)的方向并不一定相反.摩擦力也不全是對(duì)人有害的阻力.摩擦力也有有益的一面.可通過(guò)增大壓力、增加接觸面的粗糙程度等方法增大有益摩擦力.當(dāng)摩擦力有害時(shí)，可以通過(guò)減小壓力、改變接觸面的性質(zhì)（如增加潤(rùn)滑劑、變滑動(dòng)為滾動(dòng)、懸?。┑确椒p小有害摩擦力，

倒4 自行車是我們熟悉的交通工具.從自行車的結(jié)構(gòu)和使用來(lái)看.它涉及不少有關(guān)摩擦的知識(shí).以下分析中，正確的是（

）.

A.腳踏凹凸不平是通過(guò)增大接觸面積來(lái)增大摩擦的

B.輪胎上制有花紋是通過(guò)改變接觸面的粗糙程度來(lái)減小摩擦的

C.剎車時(shí)用力捏剎車閘是通過(guò)增大壓力來(lái)增大摩擦的

D.在轉(zhuǎn)動(dòng)的部分加潤(rùn)滑油是通過(guò)變滑動(dòng)為滾動(dòng)來(lái)減小摩擦的

解析：腳踏凹凸不平是通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦的，A錯(cuò);輪胎上制有花紋是通過(guò)增大接觸面的粗糙程度來(lái)增大摩擦的，B錯(cuò);剎車時(shí)用力捏剎車閘是通過(guò)增大壓力來(lái)增大摩擦的，C對(duì);在轉(zhuǎn)動(dòng)的部分加潤(rùn)滑油是通過(guò)將兩個(gè)接觸面分開(kāi)來(lái)減小摩擦的，D錯(cuò).

答案：C

摩擦力的測(cè)量與分析

在初中階段大多根據(jù)二力平衡條件來(lái)判斷摩擦力的大小，如圖4所示.用彈簧測(cè)力計(jì)沿水平方向拉木塊.若木塊靜止不動(dòng)，或做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則此時(shí)木塊所受摩擦力的大小等于彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù).

在解決摩擦力的有關(guān)問(wèn)題時(shí).首先要確定研究對(duì)象（即研究的物體是誰(shuí)），再判斷物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（是平衡狀態(tài)還是非平衡狀態(tài)）、辨別物體受到的是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力（若是靜摩擦力只與“拉力”有關(guān)，若是滑動(dòng)摩擦力.只需要考慮接觸面的粗糙程度和壓力的大小），最后分析物體的受力情況.

【本文系河南省基礎(chǔ)教育教學(xué)研究項(xiàng)目重點(diǎn)課題“初中物理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)創(chuàng)新教學(xué)的實(shí)踐研究”（JCJYB16062507）推廣性成果之一】

責(zé)任編輯 蔡華杰