關(guān)于摩擦力的多角度分析

馬燕　滕祖?zhèn)?/p>

學(xué)生對摩擦力的理解是中學(xué)物理的一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生如果不能深刻把握摩擦力的本質(zhì)，將影響到對題目的正確理解，可能導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果的出現(xiàn).本文從摩擦力概念的內(nèi)涵角度以及對摩擦力的作用效果、摩擦力做功的外延角度來通過具體的實(shí)例分析，進(jìn)一步揭示摩擦力的本質(zhì)屬性，以求對摩擦力有一個(gè)全面深刻的理解.

一、由概念的內(nèi)涵解讀摩擦力

互相接觸的兩個(gè)物體，當(dāng)它們有相對運(yùn)動(dòng)或有相對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間相對運(yùn)動(dòng)的力，這種阻礙相對運(yùn)動(dòng)的作用力稱為摩擦力.摩擦力的產(chǎn)生需同時(shí)具備以下四個(gè)條件：①兩物體有相互接觸；②兩物體相互擠壓，有形變，有彈力（正壓力）；③兩物體接觸面粗糙 ；④兩物體有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢.摩擦力是從兩物體之間有無相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢進(jìn)行分類的，可分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種.下面對兩者做一些具體分析.

滑動(dòng)摩擦力其大小為F=μFN ，說明摩擦力與兩物體間的內(nèi)在因素有關(guān)，由動(dòng)摩擦因數(shù)和接觸面的正壓力決定，與相對運(yùn)動(dòng)方向相反.

例1已知一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)如下表所示.

材料1木-金屬1木-木1木-冰1鋼-鋼動(dòng)摩擦因數(shù)10.2010.3010.0310.25如圖1所示，一質(zhì)量為1.0 kg的物塊放置在某材料制作的固定斜面上，斜面傾角為30°，現(xiàn)用彈簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物塊，使其勻加速上升，讀得彈簧秤的示數(shù)為8.17 N，則兩接觸面的材料可能是（g取10 m/s2） （ ）

A.木-金屬 B.木-木

C.鋼-鋼 D.木-冰

解析分析物塊受力，由牛頓第二定律得

F-Mgsin 30°-μMgcos30°=Ma

所以μ=F-Mgsin 30°-MaMgcos 30°=0.25，C正確.

靜摩擦力是介于0到最大靜摩擦力μFN之間的一個(gè)力，其大小受外界因素影響，與物體受其它外力以及物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，與接觸面的正壓力無直接關(guān)系；其方向與物體間相對運(yùn)動(dòng)趨勢相反.物體受不受靜摩擦力其方向向哪、大小是多少，是有章可循的.作為靜摩擦力的方向一般從定義上和物體所處的狀態(tài)來判定，本文著重從物體所處狀態(tài)判定靜摩擦力方向；作為靜摩擦力的大小一般從物體所處的兩種狀態(tài)來考慮：一種是物體處于平衡態(tài)，一種是物體處于非平衡態(tài).

處于相對靜止的兩物體平衡態(tài)時(shí)，物體間的靜摩擦力根據(jù)力的平衡條件，其大小與除靜摩擦力之外的其他外力的合力大小相等方向相反，即F合=f；處于相對靜止的兩物體其加速度不為零，即處于非平衡態(tài)時(shí)，其靜摩擦力的判定：首先是看其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定加速度；再就是分析物體受其他外力情況，對物體運(yùn)用牛頓第二定律來判定靜摩擦力的大小和方向.

例2 A、B兩物體疊放在光滑水平桌面上，質(zhì)量分別為M和m，如圖2，水平恒力F作用在A物體上，使二者保持相對靜止一起運(yùn)動(dòng)，分析A、B間摩擦力大小.

解析A、B一起向右運(yùn)動(dòng)必有共同加速度，對整體有

F=cm+ma， a=F/（M+m）.

對B物體：受到向右的靜摩擦力，f=ma=mF/（M+m）

綜上所述，滑動(dòng)摩擦力只與兩物體之間的正壓力Fn和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)，且二者確定，摩擦力即確定.對于靜摩擦力的分析要依據(jù)物體所處的狀態(tài)判定.當(dāng)物體處于平衡態(tài)時(shí)，依據(jù)平衡條件判定.當(dāng)物體處于非平衡態(tài)時(shí)，要結(jié)合運(yùn)動(dòng)和受力共同分析，物體所受的外力與加速度遵從牛頓第二定律，即∑F=ma.

二、從力的作用效果上認(rèn)識摩擦力

從摩擦力定義的角度看摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢.學(xué)生總是錯(cuò)誤地認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，是阻力.其實(shí)對于運(yùn)動(dòng)的物體，所受的摩擦力是不是阻力，除了看摩擦力的大小外，還要看其相對地面的運(yùn)動(dòng)方向.如果物體受到摩擦力而物體不運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)力必與物體受到的其他外力的合力構(gòu)成平衡力；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向相反時(shí)，摩擦力為阻力；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向一致時(shí)，摩擦力為動(dòng)力.

例3一物體A相對于傳送帶靜止，如圖3所示，當(dāng)傳送帶由靜止突然向下逐漸增加加速度的過程中，設(shè)傳送帶傾角為θ，物塊與傳送帶間摩擦因數(shù)為μ.試分析物體A的摩擦力大小和方向？

解析（1）初始狀態(tài)：A物體的摩擦力f=mgsinθ（摩擦力為平衡力）

（2）當(dāng)0

f= mgsinθ- ma

A沿斜面向上的靜摩擦力在減小，（摩擦力為阻力）

（3）當(dāng)a=gsinθ時(shí)，f=0

（4）當(dāng)gsinθ〈a〈gsinθ+μgcosθ時(shí)，由mgsinθ+f=ma 知有f=ma-mgsinθ

如果繼續(xù)增加傳送帶的加速度，重力沿斜面分力不足以提供物體向下加速的力，物體此時(shí)必受到沿傳送帶向下的靜摩擦力，且大小在增加（摩擦力為動(dòng)力）

（5） 當(dāng)a>gsinθ+μgcosθ時(shí)，當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)再增加傳送帶的加速度，A沿斜面開始上滑，對地面來說是下滑.此時(shí)摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，即f=μmgcosθ（摩擦力為動(dòng)力）

三、從摩擦力做功、能量轉(zhuǎn)化角度把握摩擦力

既然摩擦力可以作為平衡力，也可做動(dòng)力，又可做阻力，因此摩擦力既可不做功，也可做正功，又可以做負(fù)功.摩擦力做正功、負(fù)功、不做功的主要標(biāo)志不是看物體間是受靜摩擦力還是受滑動(dòng)摩擦力，而是看物體在摩擦力方向上有無位移，位移的方向與摩擦力的方向一致還是相反.

例4如圖4，質(zhì)量為m的小木塊A以水平初速度V0沖上質(zhì)量為M，長為L，置于光滑水平面上的木板B上，并正好不從B上掉下，求此過程摩擦力對A、B兩物體做功情況以及產(chǎn)生的內(nèi)能.

解析設(shè)A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A滑上B后，A、B所受摩擦力的方向如圖所示，設(shè)當(dāng)A恰好滑到B的末端時(shí)，二者具有共同速度v

對A有v=v0-μgt

對B有v=μmgt/M

則v=mv0/（M+m）因?yàn)镕與物體對地運(yùn)動(dòng)方向相反，因此摩擦力對物體做負(fù)功，由動(dòng)能定理有W1=-Fsm=m（v2-v20）/2=-Mm（2m+M）v20/2（m+M）2 ①

對B：F′與物體的對地運(yùn)動(dòng)方向相同，摩擦力對物體做正功， 由動(dòng)能定理有

W2=FsM=F（L+Sm）=Mv2/2=Mmv20/2（m+M）2 ②

將①②相加并整理得fL=mv20/2-（M+m）v2/2 ③

進(jìn)一步整理得fL=Mmv20/2（m+M）

由①②兩式可以看出，摩擦力的功由摩擦力和對地位移決定；③式說明摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能與兩者的相對位移有關(guān)，且系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能等于摩擦力f與兩物體相對位移L之積.

綜上所述，摩擦力總阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢，但對于地面的觀察者來說，摩擦力的方向不一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，有可能相同，也有可能不運(yùn)動(dòng).這就可能出現(xiàn)摩擦力對物體做負(fù)功、做正功、不做功的情況.

學(xué)生對摩擦力的理解是中學(xué)物理的一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生如果不能深刻把握摩擦力的本質(zhì)，將影響到對題目的正確理解，可能導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果的出現(xiàn).本文從摩擦力概念的內(nèi)涵角度以及對摩擦力的作用效果、摩擦力做功的外延角度來通過具體的實(shí)例分析，進(jìn)一步揭示摩擦力的本質(zhì)屬性，以求對摩擦力有一個(gè)全面深刻的理解.

一、由概念的內(nèi)涵解讀摩擦力

互相接觸的兩個(gè)物體，當(dāng)它們有相對運(yùn)動(dòng)或有相對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間相對運(yùn)動(dòng)的力，這種阻礙相對運(yùn)動(dòng)的作用力稱為摩擦力.摩擦力的產(chǎn)生需同時(shí)具備以下四個(gè)條件：①兩物體有相互接觸；②兩物體相互擠壓，有形變，有彈力（正壓力）；③兩物體接觸面粗糙 ；④兩物體有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢.摩擦力是從兩物體之間有無相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢進(jìn)行分類的，可分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種.下面對兩者做一些具體分析.

滑動(dòng)摩擦力其大小為F=μFN ，說明摩擦力與兩物體間的內(nèi)在因素有關(guān)，由動(dòng)摩擦因數(shù)和接觸面的正壓力決定，與相對運(yùn)動(dòng)方向相反.

例1已知一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)如下表所示.

材料1木-金屬1木-木1木-冰1鋼-鋼動(dòng)摩擦因數(shù)10.2010.3010.0310.25如圖1所示，一質(zhì)量為1.0 kg的物塊放置在某材料制作的固定斜面上，斜面傾角為30°，現(xiàn)用彈簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物塊，使其勻加速上升，讀得彈簧秤的示數(shù)為8.17 N，則兩接觸面的材料可能是（g取10 m/s2） （ ）

A.木-金屬 B.木-木

C.鋼-鋼 D.木-冰

解析分析物塊受力，由牛頓第二定律得

F-Mgsin 30°-μMgcos30°=Ma

所以μ=F-Mgsin 30°-MaMgcos 30°=0.25，C正確.

靜摩擦力是介于0到最大靜摩擦力μFN之間的一個(gè)力，其大小受外界因素影響，與物體受其它外力以及物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，與接觸面的正壓力無直接關(guān)系；其方向與物體間相對運(yùn)動(dòng)趨勢相反.物體受不受靜摩擦力其方向向哪、大小是多少，是有章可循的.作為靜摩擦力的方向一般從定義上和物體所處的狀態(tài)來判定，本文著重從物體所處狀態(tài)判定靜摩擦力方向；作為靜摩擦力的大小一般從物體所處的兩種狀態(tài)來考慮：一種是物體處于平衡態(tài)，一種是物體處于非平衡態(tài).

處于相對靜止的兩物體平衡態(tài)時(shí)，物體間的靜摩擦力根據(jù)力的平衡條件，其大小與除靜摩擦力之外的其他外力的合力大小相等方向相反，即F合=f；處于相對靜止的兩物體其加速度不為零，即處于非平衡態(tài)時(shí)，其靜摩擦力的判定：首先是看其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定加速度；再就是分析物體受其他外力情況，對物體運(yùn)用牛頓第二定律來判定靜摩擦力的大小和方向.

例2 A、B兩物體疊放在光滑水平桌面上，質(zhì)量分別為M和m，如圖2，水平恒力F作用在A物體上，使二者保持相對靜止一起運(yùn)動(dòng)，分析A、B間摩擦力大小.

解析A、B一起向右運(yùn)動(dòng)必有共同加速度，對整體有

F=cm+ma， a=F/（M+m）.

對B物體：受到向右的靜摩擦力，f=ma=mF/（M+m）

綜上所述，滑動(dòng)摩擦力只與兩物體之間的正壓力Fn和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)，且二者確定，摩擦力即確定.對于靜摩擦力的分析要依據(jù)物體所處的狀態(tài)判定.當(dāng)物體處于平衡態(tài)時(shí)，依據(jù)平衡條件判定.當(dāng)物體處于非平衡態(tài)時(shí)，要結(jié)合運(yùn)動(dòng)和受力共同分析，物體所受的外力與加速度遵從牛頓第二定律，即∑F=ma.

二、從力的作用效果上認(rèn)識摩擦力

從摩擦力定義的角度看摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢.學(xué)生總是錯(cuò)誤地認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，是阻力.其實(shí)對于運(yùn)動(dòng)的物體，所受的摩擦力是不是阻力，除了看摩擦力的大小外，還要看其相對地面的運(yùn)動(dòng)方向.如果物體受到摩擦力而物體不運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)力必與物體受到的其他外力的合力構(gòu)成平衡力；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向相反時(shí)，摩擦力為阻力；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向一致時(shí)，摩擦力為動(dòng)力.

例3一物體A相對于傳送帶靜止，如圖3所示，當(dāng)傳送帶由靜止突然向下逐漸增加加速度的過程中，設(shè)傳送帶傾角為θ，物塊與傳送帶間摩擦因數(shù)為μ.試分析物體A的摩擦力大小和方向？

解析（1）初始狀態(tài)：A物體的摩擦力f=mgsinθ（摩擦力為平衡力）

（2）當(dāng)0

f= mgsinθ- ma

A沿斜面向上的靜摩擦力在減小，（摩擦力為阻力）

（3）當(dāng)a=gsinθ時(shí)，f=0

（4）當(dāng)gsinθ〈a〈gsinθ+μgcosθ時(shí)，由mgsinθ+f=ma 知有f=ma-mgsinθ

如果繼續(xù)增加傳送帶的加速度，重力沿斜面分力不足以提供物體向下加速的力，物體此時(shí)必受到沿傳送帶向下的靜摩擦力，且大小在增加（摩擦力為動(dòng)力）

（5） 當(dāng)a>gsinθ+μgcosθ時(shí)，當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)再增加傳送帶的加速度，A沿斜面開始上滑，對地面來說是下滑.此時(shí)摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，即f=μmgcosθ（摩擦力為動(dòng)力）

三、從摩擦力做功、能量轉(zhuǎn)化角度把握摩擦力

既然摩擦力可以作為平衡力，也可做動(dòng)力，又可做阻力，因此摩擦力既可不做功，也可做正功，又可以做負(fù)功.摩擦力做正功、負(fù)功、不做功的主要標(biāo)志不是看物體間是受靜摩擦力還是受滑動(dòng)摩擦力，而是看物體在摩擦力方向上有無位移，位移的方向與摩擦力的方向一致還是相反.

例4如圖4，質(zhì)量為m的小木塊A以水平初速度V0沖上質(zhì)量為M，長為L，置于光滑水平面上的木板B上，并正好不從B上掉下，求此過程摩擦力對A、B兩物體做功情況以及產(chǎn)生的內(nèi)能.

解析設(shè)A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A滑上B后，A、B所受摩擦力的方向如圖所示，設(shè)當(dāng)A恰好滑到B的末端時(shí)，二者具有共同速度v

對A有v=v0-μgt

對B有v=μmgt/M

則v=mv0/（M+m）因?yàn)镕與物體對地運(yùn)動(dòng)方向相反，因此摩擦力對物體做負(fù)功，由動(dòng)能定理有W1=-Fsm=m（v2-v20）/2=-Mm（2m+M）v20/2（m+M）2 ①

對B：F′與物體的對地運(yùn)動(dòng)方向相同，摩擦力對物體做正功， 由動(dòng)能定理有

W2=FsM=F（L+Sm）=Mv2/2=Mmv20/2（m+M）2 ②

將①②相加并整理得fL=mv20/2-（M+m）v2/2 ③

進(jìn)一步整理得fL=Mmv20/2（m+M）

由①②兩式可以看出，摩擦力的功由摩擦力和對地位移決定；③式說明摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能與兩者的相對位移有關(guān)，且系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能等于摩擦力f與兩物體相對位移L之積.

綜上所述，摩擦力總阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢，但對于地面的觀察者來說，摩擦力的方向不一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，有可能相同，也有可能不運(yùn)動(dòng).這就可能出現(xiàn)摩擦力對物體做負(fù)功、做正功、不做功的情況.

學(xué)生對摩擦力的理解是中學(xué)物理的一個(gè)重點(diǎn)，也是一個(gè)難點(diǎn)，學(xué)生如果不能深刻把握摩擦力的本質(zhì)，將影響到對題目的正確理解，可能導(dǎo)致錯(cuò)誤結(jié)果的出現(xiàn).本文從摩擦力概念的內(nèi)涵角度以及對摩擦力的作用效果、摩擦力做功的外延角度來通過具體的實(shí)例分析，進(jìn)一步揭示摩擦力的本質(zhì)屬性，以求對摩擦力有一個(gè)全面深刻的理解.

一、由概念的內(nèi)涵解讀摩擦力

互相接觸的兩個(gè)物體，當(dāng)它們有相對運(yùn)動(dòng)或有相對運(yùn)動(dòng)趨勢時(shí)，就會在接觸面上產(chǎn)生阻礙物體間相對運(yùn)動(dòng)的力，這種阻礙相對運(yùn)動(dòng)的作用力稱為摩擦力.摩擦力的產(chǎn)生需同時(shí)具備以下四個(gè)條件：①兩物體有相互接觸；②兩物體相互擠壓，有形變，有彈力（正壓力）；③兩物體接觸面粗糙 ；④兩物體有相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢.摩擦力是從兩物體之間有無相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢進(jìn)行分類的，可分為滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力兩種.下面對兩者做一些具體分析.

滑動(dòng)摩擦力其大小為F=μFN ，說明摩擦力與兩物體間的內(nèi)在因素有關(guān)，由動(dòng)摩擦因數(shù)和接觸面的正壓力決定，與相對運(yùn)動(dòng)方向相反.

例1已知一些材料間的動(dòng)摩擦因數(shù)如下表所示.

材料1木-金屬1木-木1木-冰1鋼-鋼動(dòng)摩擦因數(shù)10.2010.3010.0310.25如圖1所示，一質(zhì)量為1.0 kg的物塊放置在某材料制作的固定斜面上，斜面傾角為30°，現(xiàn)用彈簧秤沿斜面方向以1 m/s2的加速度拉此物塊，使其勻加速上升，讀得彈簧秤的示數(shù)為8.17 N，則兩接觸面的材料可能是（g取10 m/s2） （ ）

A.木-金屬 B.木-木

C.鋼-鋼 D.木-冰

解析分析物塊受力，由牛頓第二定律得

F-Mgsin 30°-μMgcos30°=Ma

所以μ=F-Mgsin 30°-MaMgcos 30°=0.25，C正確.

靜摩擦力是介于0到最大靜摩擦力μFN之間的一個(gè)力，其大小受外界因素影響，與物體受其它外力以及物體所處的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)，與接觸面的正壓力無直接關(guān)系；其方向與物體間相對運(yùn)動(dòng)趨勢相反.物體受不受靜摩擦力其方向向哪、大小是多少，是有章可循的.作為靜摩擦力的方向一般從定義上和物體所處的狀態(tài)來判定，本文著重從物體所處狀態(tài)判定靜摩擦力方向；作為靜摩擦力的大小一般從物體所處的兩種狀態(tài)來考慮：一種是物體處于平衡態(tài)，一種是物體處于非平衡態(tài).

處于相對靜止的兩物體平衡態(tài)時(shí)，物體間的靜摩擦力根據(jù)力的平衡條件，其大小與除靜摩擦力之外的其他外力的合力大小相等方向相反，即F合=f；處于相對靜止的兩物體其加速度不為零，即處于非平衡態(tài)時(shí)，其靜摩擦力的判定：首先是看其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，確定加速度；再就是分析物體受其他外力情況，對物體運(yùn)用牛頓第二定律來判定靜摩擦力的大小和方向.

例2 A、B兩物體疊放在光滑水平桌面上，質(zhì)量分別為M和m，如圖2，水平恒力F作用在A物體上，使二者保持相對靜止一起運(yùn)動(dòng)，分析A、B間摩擦力大小.

解析A、B一起向右運(yùn)動(dòng)必有共同加速度，對整體有

F=cm+ma， a=F/（M+m）.

對B物體：受到向右的靜摩擦力，f=ma=mF/（M+m）

綜上所述，滑動(dòng)摩擦力只與兩物體之間的正壓力Fn和動(dòng)摩擦因數(shù)有關(guān)，且二者確定，摩擦力即確定.對于靜摩擦力的分析要依據(jù)物體所處的狀態(tài)判定.當(dāng)物體處于平衡態(tài)時(shí)，依據(jù)平衡條件判定.當(dāng)物體處于非平衡態(tài)時(shí)，要結(jié)合運(yùn)動(dòng)和受力共同分析，物體所受的外力與加速度遵從牛頓第二定律，即∑F=ma.

二、從力的作用效果上認(rèn)識摩擦力

從摩擦力定義的角度看摩擦力的作用效果是阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)趨勢.學(xué)生總是錯(cuò)誤地認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)，是阻力.其實(shí)對于運(yùn)動(dòng)的物體，所受的摩擦力是不是阻力，除了看摩擦力的大小外，還要看其相對地面的運(yùn)動(dòng)方向.如果物體受到摩擦力而物體不運(yùn)動(dòng)，則這個(gè)力必與物體受到的其他外力的合力構(gòu)成平衡力；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向相反時(shí)，摩擦力為阻力；當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向與摩擦力方向一致時(shí)，摩擦力為動(dòng)力.

例3一物體A相對于傳送帶靜止，如圖3所示，當(dāng)傳送帶由靜止突然向下逐漸增加加速度的過程中，設(shè)傳送帶傾角為θ，物塊與傳送帶間摩擦因數(shù)為μ.試分析物體A的摩擦力大小和方向？

解析（1）初始狀態(tài)：A物體的摩擦力f=mgsinθ（摩擦力為平衡力）

（2）當(dāng)0

f= mgsinθ- ma

A沿斜面向上的靜摩擦力在減小，（摩擦力為阻力）

（3）當(dāng)a=gsinθ時(shí)，f=0

（4）當(dāng)gsinθ〈a〈gsinθ+μgcosθ時(shí)，由mgsinθ+f=ma 知有f=ma-mgsinθ

如果繼續(xù)增加傳送帶的加速度，重力沿斜面分力不足以提供物體向下加速的力，物體此時(shí)必受到沿傳送帶向下的靜摩擦力，且大小在增加（摩擦力為動(dòng)力）

（5） 當(dāng)a>gsinθ+μgcosθ時(shí)，當(dāng)達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)再增加傳送帶的加速度，A沿斜面開始上滑，對地面來說是下滑.此時(shí)摩擦力為滑動(dòng)摩擦力，即f=μmgcosθ（摩擦力為動(dòng)力）

三、從摩擦力做功、能量轉(zhuǎn)化角度把握摩擦力

既然摩擦力可以作為平衡力，也可做動(dòng)力，又可做阻力，因此摩擦力既可不做功，也可做正功，又可以做負(fù)功.摩擦力做正功、負(fù)功、不做功的主要標(biāo)志不是看物體間是受靜摩擦力還是受滑動(dòng)摩擦力，而是看物體在摩擦力方向上有無位移，位移的方向與摩擦力的方向一致還是相反.

例4如圖4，質(zhì)量為m的小木塊A以水平初速度V0沖上質(zhì)量為M，長為L，置于光滑水平面上的木板B上，并正好不從B上掉下，求此過程摩擦力對A、B兩物體做功情況以及產(chǎn)生的內(nèi)能.

解析設(shè)A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，A滑上B后，A、B所受摩擦力的方向如圖所示，設(shè)當(dāng)A恰好滑到B的末端時(shí)，二者具有共同速度v

對A有v=v0-μgt

對B有v=μmgt/M

則v=mv0/（M+m）因?yàn)镕與物體對地運(yùn)動(dòng)方向相反，因此摩擦力對物體做負(fù)功，由動(dòng)能定理有W1=-Fsm=m（v2-v20）/2=-Mm（2m+M）v20/2（m+M）2 ①

對B：F′與物體的對地運(yùn)動(dòng)方向相同，摩擦力對物體做正功， 由動(dòng)能定理有

W2=FsM=F（L+Sm）=Mv2/2=Mmv20/2（m+M）2 ②

將①②相加并整理得fL=mv20/2-（M+m）v2/2 ③

進(jìn)一步整理得fL=Mmv20/2（m+M）

由①②兩式可以看出，摩擦力的功由摩擦力和對地位移決定；③式說明摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能與兩者的相對位移有關(guān)，且系統(tǒng)轉(zhuǎn)化的內(nèi)能等于摩擦力f與兩物體相對位移L之積.

綜上所述，摩擦力總阻礙物體間的相對運(yùn)動(dòng)或相對運(yùn)動(dòng)的趨勢，但對于地面的觀察者來說，摩擦力的方向不一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相反，有可能相同，也有可能不運(yùn)動(dòng).這就可能出現(xiàn)摩擦力對物體做負(fù)功、做正功、不做功的情況.