摩擦力問題例談

摩擦力是初中力學中一個重要的基礎知識，也是近年來各地中考考試的熱點。雖然對摩擦現象學生有豐富的感性認識，但一旦碰到具體問題，卻往往無從下手。現在把這些問題歸納如下：

1. 摩擦力的分類問題

通過多年的教學觀察發現，學生對摩擦力的定義以及分類不清，處理問題時，眉毛胡子一把抓，這是不能正確解決摩擦力問題的主要原因。在初中我們把摩擦力分為：靜摩擦力、滑動摩擦力、滾動摩擦力。其中靜摩擦力與滑動摩擦力的定義及其特點如下表所示：

2. 關于摩擦力是否存在的問題

例1：在一輛勻速向右直線行駛的列車上，站著一位乘客，乘客受到哪些力？在圖1中畫出人所受的力的示意圖。

分析方法（一）：很多學生在解此題時，給出了圖2所示的答案，認為人只有受到摩擦力時才能和車一起運動。事實上，這種認識是錯誤的。如果存在摩擦力，由摩擦力的定義可知，要么人相對于車已經發生了相對運動，要么人相對于車有相對運動的趨勢，然而，這兩種情況都沒有，所以沒有摩擦力。人之所以隨車做勻速直線運動，原因是人有慣性，有保持和列車一起相前運動的性質，所以人能和車一起運動。

分析方法（二）：人和車一起在水平方向做勻速直線運動，由力和運動的關系可知，人在水平方向要么不受力，要么所受力的合力為零。如果在水平方向只受到摩擦力，人將沿著摩擦力的方向做加速直線運動，不會保持勻速直線運動。

所以，正確答案只需把圖2中的摩擦力去掉即可。

3. 摩擦力的方向判斷問題

例2：生活中，工人用傳送帶輸送貨物，如圖3所示，請在圖中用力的示意圖畫出貨物所受的摩擦力。

分析：傳送帶傳送貨物時，貨物與傳送帶處于相對靜止狀態，但貨物相對于傳送帶有向下滑動的趨勢，所以貨物與傳送帶之間的摩擦力屬于靜摩擦力。靜摩擦力的方向與物體相對運動趨勢的方向相反，貨物相對于傳送帶有向下運動的趨勢，所以摩擦力的方向沿傳送帶向上，如圖4所示。

例3：一個物體從滑道上滑下，然后又順著斜面向上滑，如圖5所示。請畫出物體在斜面上所受摩擦力的示意圖。

分析：物體從滑道上滑下后沿斜面向上滑，說明物體所受到的摩擦力是滑動摩擦力，滑動摩擦力的方向與物體相對運動的方向相反，所以摩擦力的方向如圖6所示。

4. 摩擦力的作用問題

例4：下列關于摩擦力的說法正確的是（?搖?搖）。

A. 摩擦力總是阻礙物體運動

B. 摩擦力的方向總是和物體運動的方向相反

C. 摩擦力在運動過程中總是有害的

D. 摩擦力和物體相對運動的方向或者相對運動的趨勢的方向相反

分析：在生活中摩擦力并不一定總是阻礙物體運動，如：人爬桿向上運動，此時摩擦力促使人向上運動；人向前步行，如果沒有摩擦力，人也不可能前進，所以摩擦力總是阻礙物體運動以及摩擦力總是有害的這種說法是錯誤的。人步行時，摩擦力的方向是向前的，和人運動的方向相同，又如例2中貨物所受的摩擦力的方向和物體運動的方向相同，所以摩擦力的方向總是和物體運動的方向相反是錯誤的。在這里，我們所說的相對相對運動的方向以及相對運動趨勢的方向都是相對于接觸面而言的。因此，正確答案為D。

5. 摩擦力的大小問題

例5：用20牛的力握住盛滿油的瓶子懸空靜止不動，若此時將手的握力增加到30牛，手與油瓶之間的摩擦力的大小將________。（選填“增大”、“減小”或“不變”）。

分析：手握住瓶子在空中靜止不動，手與瓶子之間的摩擦力屬于靜摩擦力。靜摩擦力的大小與壓力的大小無關，只有滑動摩擦力的大小與壓力有關，壓力越大，滑動摩擦力越大，壓力越小，滑動摩擦力越小。對于靜摩擦力大小求解要抓住物體處于靜止狀態的特點來分析。瓶子在豎直方向處于靜止狀態，那么瓶子在豎直方向所受到的力合力為零，而在豎直方向瓶子只受到向下的重力和向上的摩擦力，所以摩擦力和重力應是平衡力，因而摩擦力的大小始終等于瓶子重力的大小。因此應該選填“不變”。