“摩擦力”常見錯誤歸類分析

摩擦力是力學的重要概念之一，它既是考點，又是學生學習的難點。雖然摩擦力在生活中廣泛存在，廣大中學生對摩擦力現象很熟悉，但由于缺少對摩擦力的科學研究，大部分學生對物理學意義上的摩擦力卻倍感陌生，不會正確判斷摩擦力的方向及其大小，不明確增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法，解題時常常出現錯誤，究其原因不外乎以下五種情況。

第一，不明確摩擦力的分類及其各自的特點，將靜摩擦力跟滑動摩擦力混為一談。從摩擦力產生的實質來看，可分為滑動摩擦力、靜摩擦力和滾動摩擦力三大類?；瑒幽Σ亮Φ拇笮≈桓鷫毫徒佑|面的粗糙程度有關，與接觸面面積的大小、物體運動速度等因素無關；而靜摩擦力的大小則要根據二力平衡知識進行判斷，其大小由外力決定；對于滾動摩擦力要比滑動摩擦力小的多。

例題：如圖所示，用力把一個重為10N的物體壓在豎直墻壁上使其靜止，墻壁對物體的摩擦力為 N，增大壓力后，墻壁對物體的摩擦力將 N（選填：“變大”、“變小”或“不變”）。

【解析】物體靜止，受靜摩擦力作用。在豎直方向上，靜摩擦力與重力是一對平衡力，摩擦力大小為10N；當增大壓力后，物體在豎直方向上仍靜止，摩擦力始終跟重力大小相等，保持不變，故答案為：10 不變。點評：本題主要考查對靜摩擦力和滑動摩擦力的區分。如果不能確認該摩擦力為靜摩擦力，往往受壓力越大，摩擦力越大的影響，錯誤地認為增大壓力后，摩擦力將增大。

第二，不會判斷摩擦力的方向，錯誤地認為摩擦力的方向跟物體運動方向相反。不論是滑動摩擦力、滾動摩擦力還是靜摩擦力，其方向總是跟物體的相對運動方向（或運動趨勢）相反。對于滑動摩擦力方向的判斷方法是：先判斷被研究的物體相對于接觸面向哪運動，然后再明確摩擦力的方向（與相對運動方向相反）；對于靜摩擦力和滾動摩擦力方向來說，其判斷方法是：先假設沒有摩擦力存在，看看物體將向哪個方向運動，則摩擦力的方向一定與假設情況下的運動趨勢相反。

例題：（2015·德陽）如圖甲所示，A處于靜止狀態，B在拉力作用下向右勻速運動。請在圖中畫出A物體所受摩擦力f和支持力的示意圖（力的作用點圖中已標出）。

【解析】物體A雖然靜止，但A相對于B向左滑動，所以A受到B向右的摩擦力，同時受到向上的支持力。答案如圖乙所示。點評：本題的解題關鍵是先判斷出物體A相對于B向左滑動，從而確定A受到B水平向右的摩擦力，否則很容易錯判A受到向左的摩擦力。

第三，不理解滑動摩擦力的實驗探究原理及方法。滑動摩擦力產生在兩個相對滑動的接觸面之間，因此無法直接測量其大小，為了探究其大小及影響因素，只能借助于二力平衡知識，通過彈簧測力計的讀數進行間接測量，這本身就是一種轉換法。又由于滑動摩擦力的大小跟壓力的大小和接觸面的粗糙程度均有關，所以在實驗探究時必須使用控制變量法。在利用二力平衡知識測量滑動摩擦力時，由于物體的平衡狀態有靜止或勻速直線運動兩種情況，所以就出現了兩種不同的測量方案。一是用彈簧測力計拉著滑塊在水平面上做勻速直線運動，此時滑動摩擦力的大小等于測力計的示數，但學生往往忽略了必須做勻速直線運動這一實驗條件，錯誤地認為測力計的示數就等于摩擦力的大??；二是使滑塊處于靜止狀態，隨意拉動滑塊下面的長木板，這種方案跟前者相比，其優點是測力計處于靜止狀態，便于讀數，且不需要勻速拉動長木板，便于操作，但學生往往只知其一不知其二。

例題：（2014·萊蕪）如圖所示，小華將彈簧測力計一端固定，另一端鉤住長方體木塊m，m下面是一塊長木板，實驗時拉著長木板沿水平地面向左勻速運動，彈簧測力計的示數穩定后是4N，則m受到的摩擦力大小是 N；然后增大拉力F，拉動木板向左加速運動（m仍在木板上），則彈簧測力計的示數將 （選填：“變大”、“變小”或“不變”）。

【解析】拉動長木板，木塊相對于地面靜止，受到平衡力的作用，摩擦力等于測力計的示數，即為4N；因為木塊所受滑動摩擦力的大小僅與壓力和接觸面的粗糙程度有關，與長木板運動速度無關，所以，快速拉動時，彈簧測力計示數不變。故答案為：4 不變。點評：本題考察學生對于摩擦力測量方案二的理解，大部分學生往往受方案一中勻速拉動要求的影響，錯誤的認為向左加速拉動木板時，測力計的示數將變大。

第四，不會根據物體的平衡狀態分析、判斷物體所受摩擦力的大小。平衡狀態是指物體處于靜止或勻速直線運動狀態，使物體處于平衡狀態的條件是物體受平衡力的作用或不受力，只要能確定物體在某一個方向上處于平衡狀態，則可根據物體的受力情況判斷摩擦力的大小。

例題：（2015·內江）如圖所示，疊放在一起的物體A和B，在大小為F的恒力作用下沿水平面做勻速直線運動，則下列結論中正確的是（ ）

A.甲、乙兩圖中物體A均受到地面對它大小均為F的摩擦力

B.甲、乙兩圖中物體B所受摩擦力大小均為F

C.甲圖中物體A受到地面對它的摩擦力為0，物體B受到的摩擦力為F

D.乙圖中物體A受到地面對它的摩擦力為F，物體B受到的摩擦力為0

【解析】因為A和B疊放在一起沿水平面做勻速直線運動，以AB整體為研究對象，則在水平方向上均處于平衡狀態，受平衡力作用，所以物體A在水平方向上受地面向左的摩擦力，即f=F。所以選項A正確；甲圖中，AB同時向前做勻速直線運動，AB之間沒有相對運動的趨勢，以B為研究對象，在水平方向上B不受力的作用，也就不受摩擦力，所以選項B、C錯誤；乙圖中以B為研究對象，B在水平方向上做勻速直線運動，受平衡力，所以B受水平向左的摩擦力，即f=F，因此選項D錯誤，故選A。點評：本題考查了運用平衡知識對摩擦力大小的判定，解題的關鍵是先用整體法分析物體A的受力情況，再用隔離法判斷出甲圖中物體B不受摩擦力的作用，而乙圖中B所受摩擦力的大小為F。

第五，不能及時歸納形成增大有益摩擦和減小有害摩擦的方法。

教材中對于增大和減小摩擦力的方法是以圖例形式講解，知識內容相對松散，沒有形成知識板塊，弱化了學生對知識的理解記憶。統觀全局增大摩擦力的常用方法有三種，即：變滾動為滑動、壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度、接觸面的粗糙程度一定時，增大壓力；而減小摩擦力的方法，除了增大摩擦的逆反應用外還有使接觸面彼此分離，且使接觸面彼此分離又包含滴加潤滑油、氣墊船和磁懸浮等多種情況。

例題：（2015·樂山）下列關于自行車的一些部件設計或使用，為減小摩擦的是（ ）

A.車輪的外胎上做有凹凸花紋

B.軸承中裝有滾珠

C.剎車時用力捏閘柄，增大閘皮對車圈的壓力

D.車把套上制作了花紋

【解析】車輪的外胎上做有凹凸花紋是在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度增大摩擦；軸承中裝有滾珠是變滑動為滾動減小摩擦；剎車時用力捏閘柄，增大閘皮對車圈的壓力是在接觸面粗糙程度一定時，增大壓力增大摩擦；車把套上制作了花紋是在壓力一定時，增大接觸面的粗糙程度增大摩擦。故選B。點評：本題考查對增大有益摩擦或減小有害摩擦的方法的理解、記憶，提高解題能力的關鍵是多觀察生活現象，及時將相關知識納入已有的知識體系。

總之，學習時多留意以上五個方面的問題，及時總結、鞏固，則能迅速提升解題能力。