試論靜摩擦力和動摩擦力的區(qū)分

郭向

摘 要： 目前，很多學生在學習高中物理時，覺得摩擦力這部分內容比較難學，尤其是靜摩擦力與動摩擦力之間的區(qū)別，常常弄混。筆者作為一名高中學生，對這一現(xiàn)象感同身受，所以本文首先論述了摩擦力的概念，之后詳細介紹了幾種區(qū)分靜摩擦力和動摩擦力的有效方法，希望能夠為其他同學的學習提供借鑒和幫助。

關鍵詞： 靜摩擦力；動摩擦力；方向；位移；接觸面

引言：

整體而言，高中物理的重點內容之一就是摩擦力的區(qū)別和判斷，但是由于很多學生沒有掌握好的方法，導致在實際做題時，常?；煜o摩擦力和動摩擦力兩者之間的關系，不僅影響了考試的成績，也不利于后續(xù)知識的學習。有鑒于此，需要探討靜摩擦力和動摩擦力的區(qū)別，并找出科學有效的區(qū)分辦法，從而提高學生的解題效率。

1.靜摩擦力與動摩擦力的概念

眾所周知，摩擦是生活中普通得不能再普通的現(xiàn)象了，而摩擦力更是隨處可見的一種力。常見的生活現(xiàn)象比如人們手里拿著東西，在馬路上行走，以及車輛在公路上飛馳，都離不開摩擦力的作用。具體而言，摩擦力指的是，兩個物體發(fā)生或者保持接觸，同時這兩個物體正在或者將要發(fā)生相對運動，在接觸面上形成阻止兩個物體運動作用的力。再根據(jù)摩擦作用類型的不同，將摩擦力具體分為兩種：靜摩擦力和動摩擦力。先介紹靜摩擦力，如果兩個物體相互接觸，并且處于靜止或者相對靜止的狀態(tài)，在可能發(fā)生滑動和保持穩(wěn)定之間保持平衡，而維系這種平衡狀態(tài)的力就叫做靜摩擦力。而動摩擦力比較復雜，它又分為兩種：一種是滑動摩擦力，一種是滾動摩擦力。從字面可以這么理解，滑動摩擦力就是一個物體在另一個物體表面進行滑動時，產(chǎn)生的阻力，而滾動摩擦力就是一個物體在另一個物體表面發(fā)生滾動時產(chǎn)生的阻力。

2.靜摩擦力與動摩擦力的區(qū)分方法

2.1利用概念進行區(qū)分

從摩擦力的概念入手，分析摩擦力的類型，是最簡單和最基礎的方法。通過判斷兩個物體之間是否發(fā)生了滑動，能夠直接區(qū)分該摩擦力為靜摩擦力還是動摩擦力，如果沒有發(fā)生相對位移的滑動，那么就一定是靜摩擦力，如果兩個物體處于彼此相對滑動的狀態(tài)，那么就一定是動摩擦力，這種方法十分有效。舉個簡答的例子，當我們手里拿著課本的時候，課本并沒有脫離我們的手掌，也沒有掉落，這就說明我們通過手掌對課本做了功，可是課本和手掌之間并沒有發(fā)生運動，那么課本與我們的手掌之間形成的力就是靜摩擦力。但是，當我們的課本從手中滑落到課桌上時，不難發(fā)現(xiàn)，手掌和課本之間有了相對的運動，確切說是發(fā)生了滑動，那么這時的力就由靜摩擦力轉為動摩擦力。對于另外一種情況，要在粗糙的斜坡表面上放置一個木塊，這個木塊受到的摩擦力暫時還不確定，因為需要看其放在斜坡表面后的狀態(tài)，受力的情況直接決定著物體的運動狀態(tài)，同時通過分析運動狀態(tài)，能夠知道物體的受力情況，如果保持靜止，那么就是靜摩擦力，如果向下運動或者有向下運動的趨勢，那么就是動摩擦力[1]。

2.2利用實驗進行區(qū)分

根據(jù)實驗并分析結果，也能夠清楚地知道摩擦力的區(qū)別，特別是不同材料的摩擦力大小有很大的差別，通過實驗數(shù)據(jù)，能夠一目了然。比如，在一次測試多種不同材料表面摩擦力的實驗中，其數(shù)據(jù)如表1所示，可以很清楚地發(fā)現(xiàn)不同材料甚至是同一種材料不同的表面，產(chǎn)生的摩擦力大小都不一樣。

另外，值得注意的是，我們在進行實驗時，可以根據(jù)兩個物體的運動情況，結合數(shù)據(jù)進行分析，如果物體發(fā)生了轉動以及位置有了移動，并且軸線與接觸面一致，那么就能夠知道是動摩擦力。

表 1 靜摩擦力與動摩擦力的實驗數(shù)據(jù)

2.3利用表現(xiàn)進行區(qū)分

我們還可以根據(jù)動摩擦力的具體表現(xiàn)形式和情況進行判斷，因為想要發(fā)生摩擦和產(chǎn)生摩擦力，就必須具備以下條件：第一，一個物體在另一個物體表面發(fā)生了轉動，第二，轉動物體的軸線與另一物體形成了位移。也就是說具備上述兩個條件后，就能夠確定這兩個物體之間發(fā)生了摩擦，如果物體沒有滾動，只是單純地滑動，就是滑動摩擦，如果物體發(fā)生了滾動，就有滾動摩擦，一般情況下，如果發(fā)生滾動摩擦的同時，也會存在滑動摩擦。舉個生活中常見的例子：一輛小轎車在公路上勻速行駛，車輪轉動的過程也是向前移動的過程，所以這種明顯的滾動前進的現(xiàn)象，就是典型的滾動摩擦，而當出現(xiàn)緊急情況需要剎車時，雖然車輪仍然轉動，但是車軸和地面的角度并沒有發(fā)生變化，也就是沒有發(fā)生位移，那么車輪和地面產(chǎn)生的摩擦力就不是動摩擦力，而是靜摩擦力，而是汽車在拐彎時，同時存在靜摩擦力和動摩擦力。還比如一個例子：我們在使用鉛筆刀削鉛筆時，鉛筆刀內部的摩擦力就不盡相同，因為鉛筆刀是轉動著工作的，可是轉軸卻與鉛筆刀的內壁始終保持靜止，所以這時候的摩擦力就是滑動摩擦力，而不是滾動摩擦力，但是鉛筆本身與鉛筆刀的滾珠軸承之間的轉動，在接觸中發(fā)生了明顯的位移，所以是滾動摩擦，也就是說不一定發(fā)生滾動就是滾動摩擦，需要具體情況具體分析。還需要注意的是，不能因為一個物體運動，就說它受到的是動摩擦力，比如我們平常走路，地面和人體之間的摩擦力就是靜摩擦力，而人卻始終保持運動狀態(tài)，所以運動的物體也可能受到靜摩擦力，所以需要分析具體的表現(xiàn)[2]。

結論：

綜上所述，靜摩擦力和動摩擦力的問題不容忽視，不僅書本中經(jīng)常出現(xiàn)這類問題，在實際生活中也會遇到區(qū)分靜摩擦力和動摩擦力的情況，而且摩擦力是力學的重要組成部分，是考試大綱的重點，所以學會和掌握如何區(qū)分靜摩擦力和動摩擦力，是有著重要意義的。為此，學生需要不斷對摩擦力的類型進行總結，并結合具體的習題，做好歸納工作，才能提高知識水平和解題能力。

參考文獻

[1]熊敉冬.高中物理摩擦力做功的常見問題分享[J].農(nóng)家參謀，2017（22）：182.

[2]周治安.高中物理摩擦力問題解決方法的核心探索研究[J].科學技術創(chuàng)新，2018（10）：43-44.