看透“善變”的摩擦力

冰壺比賽中．運動員不斷刷冰是為了減小摩擦力；體操比賽中，運動員雙手涂抹鎂粉是為了增大摩擦力．神奇而有趣的摩擦力在生活中無處不在，有時需要增大，有時需要減小，有時很“善變”，有時又不變．下面，我們從摩擦力的產生與分類、方向與大小、測量三方面一起來看透這“善變”的摩擦力．

摩擦力的產生與分類

摩擦力的產生需要同時滿足j=個條件：一是兩物體相互接觸并擠壓，即有彈力；二是兩接觸面粗糙，不完全光滑；三是兩物體之間有相對運動或相對運動趨勢．

從產生原因角度看，我們可將摩擦分為三種：若滿足前兩個條件且兩物體之間發生相對運動，則為滑動摩擦，如寫字時鉛筆尖與紙之間的摩擦：若滿足前兩個條件且兩物體之間有相對運動趨勢，則為靜摩擦，如“推而未動”；若一個物體在另一個物體表面滾動，則為滾動摩擦．

從摩擦對人類生產生活影響的角度看，我們又可將其分為有益摩擦和有害摩擦．如鞋底刻有花紋是為了增大有益摩擦，對機器零件加潤滑油是為了減小有害摩擦．

例1 下列關于摩擦或摩擦力的說法正確的是（ ）.

A.用鉛筆和圓珠筆寫字時，筆尖與紙之間都是滑動摩擦

B．走路時鞋與地面之間的摩擦和行駛時汽車與空氣之間的摩擦都是有害摩擦

C．運動的物體可能不受摩擦力，靜止的物體也可能受到摩擦力

D．若地球上的重力消失，則所有摩擦力也將消失

解析：圓珠筆尖的鋼珠與紙之間是滾動摩擦，A錯誤；走路時鞋與地面之間的摩擦為有益摩擦．正是因為鞋底受到向前的摩擦力我們才能走路，B錯誤；運動的物體可能不受摩擦力．靜止的物體也可能受到摩擦力，C正確；摩擦力的產生．重力并不是必需的，只要兩個表面不光滑的物體相互接觸并擠壓，且有相對運動或相對運動趨勢，就會產生摩擦力，D錯誤．

答案：C

摩擦力的方向與大小

因為摩擦力的方向與物體相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反，所以摩擦力并不一定是阻力！如走路時，鞋底受到的靜摩擦力的方向是向前的，因為鞋底相對于地面有向后運動的趨勢，此外．我們也可以通過物體的受力狀態對摩擦力的方向和大小進行推理．

滑動摩擦力的大小只與物體接觸面受到的壓力大小和接觸面的粗糙程度有關，與物體所受拉力、運動速度、接觸面積等無關．只要壓力大小和接觸面的粗糙程度不變，滑動摩擦力的大小就不變！靜摩擦力往往很“善變”，受力平衡時一般隨引起它產生的外力的變化而變化．生活中經常通過增大壓力或增大接觸面的粗糙程度的方法來增大摩擦．通過減小壓力、減小接觸面的粗糙程度或加潤滑油等方法來減小摩擦.

例2 （2023·日照）書法教育是對中小學學生進行書法基本技能的培養，也是提高學生藝術欣賞能力的手段，還是傳承中華民族優秀傳統文化、培養學生愛國情懷的重要途徑．如圖1所示，在某次書法課上，小明同學先在水平桌面上平鋪一張白紙，然后在白紙的左側靠近邊緣處放鎮尺，防止書寫過程中，白紙在桌面上打滑．書寫“一”字時，在向右行筆的過程中，鎮尺和白紙都處于靜止狀態，則（ ）．

A．毛筆受到白紙的摩擦力的方向水平向左

B．鎮尺受到白紙的摩擦力的方向水平向右

C．白紙受到毛筆的摩擦力的方向水平向左

D．白紙只受到向左的摩擦力

解析：摩擦力的方向與相對運動的方向或相對運動趨勢的方向相反，毛筆在相對白紙向右運動的過程中受到白紙的摩擦力的方向水平向左，A正確；鎮尺只受重力和支持力作用，靜止在白紙上，所以不受水平方向的摩擦力，B錯誤；白紙在水平方向上受到毛筆對它向右的摩擦力和桌面對它向左的摩擦力作用．處于靜止狀態，C、D錯誤．

答案：A

例3 （2023·南充）如圖2甲所示，各個面粗糙程度相同的a、b兩個鐵塊疊放在水平桌面上，在水平拉力F1=10 N的作用下，一起向右做勻速直線運動，則a受到的摩擦力為____N;如圖2乙所示，a、b并排放于同一桌面上，在水平推力F2的作用下，一起向右做勻速直線運動，則F2=____N．

解析：圖2甲中A、b-起做勻速直線運動．都受平衡力作用，a與B之間沒有發生相對運動，也沒有相對運動趨勢，所以a不受摩擦力，a如果受到摩擦力，那么將無法保持平衡，a、b整體受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，即摩擦力的大小等于拉力的大小，為10 N．圖2乙中a、b仍一起做勻速直線運動，此時它們受到滑動摩擦力，因為接觸面的粗糙程度和壓力的大小均不變，所以滑動摩擦力的大小也不變，推力F2與摩擦力為一對平衡力，大小仍為10 N．

答案：0 10

摩擦力的測量

測量物體之間的滑動摩擦力時，一般根據二力平衡原理間接測量，用彈簧測力計沿水平方向拉動其中一物體做勻速直線運動．此時彈簧測力計的拉力大小等于滑動摩擦力的大小．采用圖3所示方式測量，不用勻速拉動木板A．就能測出木塊B所受的滑動摩擦力，且避免了在彈簧測力計運動時讀數，此時木塊B在水平有向上受到摩擦力和彈簧測力計的拉力作用而處于靜止狀態，這兩個力是一對平衡力．大小相等.

面對“善變”的摩擦力，我們要學會找準研究對象，判斷摩擦力的類型，考慮影響該類摩擦力大小的因素，結合受力分析，就能徹底“看透”它的變化！