孫振華
兩個物體相互接觸。當它們要發生或者已經發生相對運動時。在接觸面上會產生一個阻礙物體相對運動的力。這個力就叫摩擦力。摩擦力有滑動摩擦力(已經發生相對運動)和靜摩擦力(要發生相對運動)之分。
摩擦力是初中力學研究經常遇到的力之一。同學們在初接觸摩擦力時常產生認識上的誤區。下面將一一進行澄清。
誤區1:摩擦力的方向總與物體的運動方向相反
因為摩擦力總是阻礙物體相對運動(或相對運動趨勢)的。所以摩擦力的方向總是與物體的相對運動方向相反(或與相對運動趨勢方向相反)。故判斷摩擦力方向時不能忽略“相對”二字。
例如小猴子向上爬竹竿。假設竹竿表面光滑。小猴子“相對”竹竿有下滑的趨勢。所以爬竹竿時小猴子受到向上的摩擦力。與小猴子的運動方向相同。此例中“相對”是指與小猴子接觸的物體。即判斷摩擦力方向時“相對”是指與之接觸的物體。
例1 如圖1。物體被傳送帶由低處向高處勻速輸送的過程中,受到的摩擦力方向為( )。
A.沿傳送帶斜面向下
B.沿傳送帶斜面向上
C.不受摩擦力
D.無法確定
錯解:A
錯固分析:誤以為摩擦力是阻礙物體運動的力,認為物體A斜向上運動,則它受到的摩擦力必沿傳送帶斜面向下。
正解:物體在斜向上運動的過程中,它相對于傳送帶是靜止的,由于傳送帶傾斜。使得物體相對傳送帶具有斜向下運動的趨勢。因此。物體A會受到斜向上的摩擦力。選B。
正確答案:B
誤區2:摩擦力總是阻力
所謂動力和阻力。是從力的作用效果來命名的。如果物體受到的力的方向與該物體運動的方向相同,則該力為動力;如果物體受到的力的方向與該物體運動的方向相反。則該力為阻力。如例1中的物體受到的靜摩擦力沿斜面向上。與物體的運動方向相同。是使物體能向上運動的動力:再如人行走時,人與地面間的摩擦力對人來說也是動力。
例2 人在一般情況下步行前進時。若鞋底與地面不打滑。下列說法中正確的是( )。
A.地面對鞋底的摩擦力方向向后。阻礙人前進
B.地面對鞋底的摩擦力方向向前。推動人前進
C.鞋底花紋磨損后,摩擦力減小。人更容易前進
D.鞋底花紋磨損后,摩擦力增大,人更難前進
錯解:A
錯因分析:誤認為摩擦力都是阻礙物體運動的。
正解:人之所以走路時向前。是因為地面給人鞋底的摩擦力向前。這是人向前行走的動力,A錯誤、B正確;鞋底花紋磨損后,接觸面的粗糙程度減小,摩擦力減小,人更難前進,所以C選項說人更容易前進是錯誤的,D選項說摩擦力增大也是錯誤的。
正確答案:B
誤區3:壓力越大。靜摩擦力越大
接觸面的粗糙程度一定時。物體對接觸面的壓力越大。受到的滑動摩擦力就越大。靜摩擦力的大小應根據物體的實際受力情況和實際運動狀態。利用二力平衡條件來確定。
例3 小倩手握一盒粉筆在豎直方向保持靜止,如果她不斷增大手的握力,則摩擦力__(填“變大”“變小”或“不變”)。
錯解:變大
錯因分析:對影響滑動摩擦力和靜摩擦力大小的決定因素理解不清。錯誤地理解為在接觸面的粗糙程度相同時,壓力越大。摩擦力越大。
正解:粉筆盒與手之間的摩擦是靜摩擦。粉筆盒靜止在空中。受到豎直向下的重力和豎直向上的摩擦力的作用。它們大小相等。由于粉筆盒所受的重力大小不變。所以手的握力增大時摩擦力大小不變。
正確答案:不變
誤區4:運動的物體一定受摩擦力,靜止的物體不受摩擦力
物體是否受摩擦力。與物體處于靜止狀態或運動狀態沒有直接的關系。關鍵是看物體相對于與其接觸的物體是否有相對運動或相對運動的趨勢。
倒4 如圖2所示,A、B兩物體疊放在一起。在拉力F的作用下一起向右做勻速直線運動。試判斷B物體是否受摩擦力。
錯解:B物體受摩擦力。
錯因分析:誤認為A、B一起向右做勻速直線運動。所以均受向左的摩擦力。
正解:假定B物體受到摩擦力。那么曰物體在水平方向上的合力必不為零。而力是改變物體運動狀態的原因。所以B物體的運動狀態必然會發生改變。而不再做勻速直線運動了。而實際情況是B物體一直在做勻速直線運動。故B物體不受摩擦力。
正確答案:B物體不受摩擦力。
誤區5:摩擦力一定越小越好
摩擦力有不利的一面。例如一些轉動裝置,總是希望摩擦力越小越好。為此我們將這些部分做得很光滑。同時加上一些軸承以減小摩擦。由于靜摩擦力的存在,鞋子會磨破。自行車輪胎的花紋也會磨平。是不是摩擦力越小越好呢?未必。摩擦力也有有利的或不可缺少的一面,如,沒有鞋子和地面的摩擦力。我們就無法行走。
學即用,練一練:
用50N的壓力F把重4N的物體壓在豎直的墻上保持靜止。墻面對物體的摩擦力為__N;若壓力F增大為100N,則墻面對物體的摩擦力為__N。
參考答案:4 4
責任編輯 程哲