初中物理靜摩擦力和滑動摩擦力的對比

杜海峰

(甘肅省平?jīng)鍪械谒闹袑W(xué) 744000)

初二學(xué)生剛開始接觸力學(xué)，在學(xué)習(xí)摩擦力一節(jié)時，大多學(xué)生雖能從物體的運動狀態(tài)區(qū)分靜摩擦力和滑動摩擦力，但未能對兩者詳細對比區(qū)分，致使兩者的影響影響因素混淆使用或不能正確使用.

一、靜摩擦力和滑動摩擦力的關(guān)聯(lián).

物體與其接觸面之間具有相對運動趨勢，而未發(fā)生具體的相對運動時，物體與接觸面之間存在與相對運動趨勢相反方向的靜摩擦力，該靜摩擦力會隨著外力的變化而變化，當(dāng)外力逐漸增大時，靜摩擦力也會隨之增大，當(dāng)靜摩擦力增大超過最大靜摩擦力時，物體開始在接觸面上滑動，此時靜摩擦力變?yōu)榛瑒幽Σ亮Γ艚佑|面之間的壓力和粗糙程度不變時，滑動摩擦力的大小不再發(fā)生變化.

二、靜摩擦力和滑動摩擦力的區(qū)別

物體運動狀態(tài)摩擦力方向同接觸面同壓力摩擦力是否變化摩擦力大小變化摩擦力大小影響因素摩擦力大小非影響因素靜摩擦力相對接觸面靜止與相對運動趨勢相反隨外力變化而變化f摩=F外F外接觸面壓力大小;接觸面粗糙程度.滑動摩擦力相對接觸面滑動與相對運動相反不變物體勻速運動時,f摩=F外接觸面壓力大小;接觸面粗糙程度.接觸面積大小;物體是否勻速運動;物體運動快慢.

說明：在解答摩擦力相關(guān)問題時，要注意靜摩擦力和滑動摩擦力的影響和非影響因素，特別是不能把滑動摩擦力的影響因素拿來分析靜摩擦力大小的變化.

三、例題解析

1.小華乘坐火車假期旅行時，上車后將一本書放在了車廂內(nèi)的桌面上，火車啟動后，列車開始做加速運動，書相對桌面靜止，此時書在水平方向受力情況為：向____(選填“前”、“后”)的____力；當(dāng)列車速度增大到180KM/h后，列車開始做勻速直線運動，此時書在水平方向受力情況為：____；突然列車緊急制動，書由于慣性向前滑動了一段距離，書滑動過程中在水平方向受力情況為：____.

解析本題主要考察摩擦力產(chǎn)生條件及摩擦力的方向，清晰分析書的相對運動狀態(tài)至關(guān)重要.火車啟動后，書和桌面一起向前做加速運動，書雖然相對桌面保持靜止，但有向后的運動趨勢，故此時書受到向前的靜摩擦力，此摩擦力也是書向前加速運動的動力.當(dāng)列車速度增大到180KM/h開始做勻速直線運動時，桌面和書速度相同，且均處于平衡狀態(tài)，書和桌面之間既沒有相對運動也沒有相對運動的趨勢，書水平方向不受力.當(dāng)列車突然制動，書由于慣性向前滑動時，書相對桌面有向前滑動的運動狀態(tài)，書在水平方向受到向后的滑動摩擦力.

答案：前；靜摩擦力；不受力；向后的滑動摩擦力

2.小明在河中嬉戲時，抓到了一條重8N的魚，他用30N的力懸空靜止握著魚(魚頭豎直向上)向媽媽炫耀，此時魚受到手的摩擦力為____N，方向為____.媽媽告訴小明：“你應(yīng)該握緊一點，小心魚滑掉了.”小明便用50N的力握緊魚，此時魚受到手的摩擦力為____N

解析手握魚懸空時，魚相對于手有豎直向下的運動趨勢，受到豎直向上的靜摩擦力.因為魚處于靜止?fàn)顟B(tài)，所以魚在水平方面受到各個方向的握力平衡，豎直方向受到重力和靜摩擦力平衡，此時靜摩擦力大小只與豎直向下的重力有關(guān)，根據(jù)二力平衡特點，f摩=G=8N.當(dāng)手的握力增大時，魚在豎直方向的受力情況沒有發(fā)生變化，仍然只受到重力和靜摩擦力，且它們?nèi)允且粚ζ胶饬?，所以摩擦力f摩=G=8N，保持不變.當(dāng)手的握力增大時，增大的只是最大靜摩擦力，即靜摩擦力和滑動摩擦力轉(zhuǎn)換的臨界閾值.

答案：8;豎直向上;8

3.如圖，小明用水平向右10N拉力剛好能使物體A以2m/s的速度向右勻速滑動，此時物體A受到的摩擦力大小為____N；當(dāng)拉力增大到15N時，物體A受到的摩擦力大小為____N；當(dāng)物體速度增大到4m/s時，物體A受到的摩擦力大小為____N；當(dāng)突然撤去拉力，物體由于慣性繼續(xù)向右滑動時，物體A受到的摩擦力大小為____N.

解析本題主要考察滑動摩擦力的非影響因素.滑動摩擦力大小只與接觸面的壓力和粗糙程度有關(guān)，與物體滑動的快慢和是否勻速均無關(guān).本題中當(dāng)拉力為10N時，物體勻速滑動，拉力增大到15N時必然加速運動，物體速度增大到4m/s時，題中未明確物體是否勻速，撤去力后由于慣性繼續(xù)滑動時為減少運動.物體A在以上幾種狀態(tài)時，接觸面的壓力和粗糙程度始終未變化，只是運動快慢在不停變化，根據(jù)滑動摩擦力的影響因素可知，滑動摩擦力大小始終不變，同時可根據(jù)物體勻速運動時的受力來判斷滑動摩擦力大小，f=F拉=10N.

答案：10N 10N 10N 10N