关于摩擦力认识的几个误区
对摩擦力认识的几个误区
关于摩擦力的几个常见误区巴东二中杨海《摩擦力》是高中物理力学部分非常重要的一节内容,在学习过程中,很多同学对于摩擦力的认识存在误区。
本文将从一些实例入手,对于几个教学过程中常见的误区进行分析。
误区一:静止的物体只能受到静摩擦力,运动的物体只能受到滑动摩擦力。
解析:摩擦力分为三种:静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
静摩擦力阻碍的是物体之间的相对运动趋势,滑动摩擦力阻碍的是物体之间的相对运动。
其中的“相对”指的是研究对象与和它接触的物体之间,而不是相对于其他惯性参考系。
如果两物体之间具有的仅仅是相对运动的趋势,那么就算物体相对其他参考系在运动,存在两物体之间的也一定是静摩擦力,而不是滑动摩擦力(或者滑动摩擦力);反之,如果物体之间存在相对运动,即使此物体相对于其他参考系静止,它也受到滑动摩擦力。
另外,运动的物体还可能受到的是滚动摩擦力。
例1.在地面上运动的人,脚底受到的是静摩擦力。
(运动物体受静摩擦力)例2.物体在水平地面上滑动时,地面受到物体对它施加的滑动摩擦力,而地面是静止不动的。
(静止物体受滑动摩擦力)误区二:摩擦力总是阻力,阻碍物体的运动。
解析:出现此种认识误区的同学,对于摩擦力定义中的“相对”二字理解不深。
摩擦力阻碍的物体之间的相对运动或者相对运动趋势,二相对运动或相对运动趋势的方向并不一定与物体的运动方向相同。
例1.将一木块静止地放上一转动的传送带,木块和传送带之间会发生相对运动,分析可知,木块会受到一个向前的摩擦力的作用。
这个摩擦力的方向和木块的运动方向相同。
图1例2.在水平地面上运动的人,脚相对于地面有向后运动的趋势,故脚部受到一个向前的静摩擦力的作用,其方向与人的运动方向相同。
误区三:摩擦力的大小一定与正压力成正比解析:两接触面的材料及粗糙程度一定时,物体对接触面的压力越大,受到的滑动摩擦力就越大,但静摩擦力的大小与正压力并没有必然联系,应根据物体的实际受力情况和实际运动状态,利用平衡条件来确定。
摩擦力的八大误区
例析认识摩擦及摩擦力的八个误区摩擦有动摩擦和静摩擦之分。
而摩擦力产生必须同时具备三个条件:(l )物体间互相接触、挤压;(2)物体间有相对运动和相对运动趋势;(3)接触面粗糙;这三个条件缺一不可。
因此在判断摩擦力的有无、方向、大小及种类时,应首先对照产生摩擦力的条件或物体的平衡条件去考虑物体间有无摩擦,再考虑它的方向、大小、种类的问题。
而这些概念都比较抽象,学生往往理解不透,概念模糊,形成误区。
误区之一运动的物体一定受摩擦力,静止的物体一定不受摩擦力。
例1如图1,两个完全相同的有固定轴的轮子,用一条绷紧的传送带连着,呈水平状态,一个工件随传送带一起匀速向右运动,工件是否受摩擦力?错解物体随传送带一起向右运动时,相对皮带有向左滑动的趋势,所以物体受摩擦力作用。
分析与解产生错误的原因,是没有理解产生摩擦力的条件,对有无相对运动及有无相对运动趋势认识模糊,机械地认为当物体运动时产生摩擦力且方向与物体运动的方向相反。
所以,在分析时首先应考虑有无摩擦,再考虑其它问题。
因工件是随水平传送带一起向右做匀速直线运动,工件相对传送带是静止的,既无相对运动也无相对运动的趋势。
所以工件与传送带之间没有摩擦。
例2如图2,在水平方向力F的作用下,物体静止在竖直的墙面上,试分析物体是否受摩擦力?错解因为竖直墙面可能是光滑的,也可能是粗糙的,而物体静止在墙面上有向下运动的趋势。
所以物体可能受摩擦力,也可能不受磨擦力。
分析与解产生错误的原因,是片面理解产生摩擦的条件。
需要指出:有时产生摩擦力的三个条件中有的未知或不易确定,不能用摩擦力产生的条件去分析,此时可用平衡条件分析物体是否受到摩擦力.因物体处于静止状态,故物体在竖直方向受平衡力。
所以物体在竖直方向除受重力外,一定还受一个向上的摩擦力与之平衡。
误区之二:摩擦力的方向总是与物体运动方向相反例3如图3物体在传送带上,从低处送到高处,则物体与传送带之间的摩擦力方向如何?错解因为物体随传送带向上运动,所以根据摩擦力方向与物体运动方向相反,传送带对物体产生的摩擦力方向沿传送带斜面向下。
关于摩擦力认识的几个误区
关于摩擦力认识的几个误区山东费县第一中学 李键全 273400在谈到摩擦力时,由于受生活中个别现象或已有生活体验的影响,人们思想中老是存在着一些“错觉” ,下面结合一些典型模型作一剖析,以期望我们对摩擦力有比较全面的认识!一、有外力作用时才会有摩擦力产生吗?如图1所示,用水平力F 拉放在地面上的物块,但未拉动,是因为物块受到水平向左的静摩擦力的作用,但以此认为沿接触面的外力是产生摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。
如图2所示,放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物,在传送带加速或减速时,也会受到静摩擦力的作用,其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用,而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。
可见,相互接触的物体要产生静摩擦力,物体间必须具有相对运动的趋势,而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生,也可以是因为运动状态的改变而产生。
如图3所示,汽车刹车后在水平方向上只受滑动摩擦力作用,汽车是靠自身的惯性相对地面向前滑动,而不是其他外力的作用。
二、摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗?(即摩擦力一定是阻力吗?)摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但物体的运动一般是以地面为参照物,因此,摩擦力的方向和物体对地的运动方向之间并无必然的联系,即摩擦力不一定阻碍物体的运动,摩擦力可能是阻力,也可能是动力,也可能既不充当阻力也不充当动力!如图2所示,当货物随传送带一起向右加速运动时,货物相对传送带有向左运动的趋势,所受的静摩擦力向右,与货物的运动方向相同,对货物的运动而言为动力;当货物随传送带一起向右减速运动时,货物相对传送带有向右运动的趋势,所受的静摩擦力向左,与货物的运动方向相反,对货物的运动而言为动力。
当货物与传送带之间有相对滑动时,以上摩擦力就变为滑动摩擦力,也是既可充当动力也可充当阻力的。
又如人在加速跑动时,车辆加速前进时,由于人的脚或车轮(主动轮)与地面接触时相对静止且有向后运动的趋势,故地面给人的脚或车轮一个向前的静摩擦力,这个静摩擦力是使人或车加速前进的动力。
对摩擦力问题中几个认识误区的分析
对摩擦力问题中几个认识误区的分析标签:物理教学;摩擦力;误区;分析摩擦力问题是高中物理教学的重点和难点,也是历年高考的热点,对于物体是否受摩擦力、如何判断摩擦力的性质和方向,不少学生存在一些模糊不清甚至错误的认识,正确理解摩擦力的关键在于掌握运动与相对运动的区别,在判断静摩擦力的大小和方向时应先分析物体的运动状态,再根据平衡条件并结合牛顿运动定律来求解,而不应仅凭感觉和经验判断。
现将摩擦力教学中常见的几个认识误区归类分析供大家参考。
误区一:静止物体只受到静摩擦力,运动物体只受滑动摩擦力学生错误地认为物体相对运动或具有相对运动趋势的参考系是地面,实际上摩擦力所指的相对运动或相对运动趋势是以相互作用的另一个物体作为参考系来说的,静止、运动的物体可能受静摩擦力也可能受滑动摩擦力,有时甚至二者兼有。
如图所示。
若A物体在B物体上滑动,而B物体相对地面静止,B相对地面不动但相对A物体运动,B受A物体的摩擦是滑动摩擦力;若A、B一起向右加速运动,A、B相对静止,但相对地面都运动,则A、B间的摩擦是静摩擦力。
误区二:静摩擦力的方向总是与物体的运动方向在同一条直线上学生误认为摩擦力方向总与物体运动方向相反,实际上摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,所以,摩擦力的方向可以与运动方向相反也可以相同,还可能不再同一条直线上。
例如,在绕竖直轴转动的圆盘上,相对于圆盘静止的物体受到的向心力是由圆盘对物体的静摩擦力来提供,而这个静摩擦力与物体的运动方向垂直。
误区三:摩擦力总是阻力。
一定与物体的运动方向相反学生错误地认为摩擦力的作用效果是阻碍物体的相对运动,所以是阻力。
实际上摩擦力的作用效果是。
阻碍物体间的相对运动,摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
例如,在问题1中,若A、B都向右加速,但B的速度大于A的速度,A、B间发生了相对运动,这时A受B的摩擦是动力,方向水平向右,与A的运动方向相同。
而B受A的摩擦是阻力,方向水平向左,与B的运动方向相反。
走出摩擦力认识的误区
走出摩擦力认识的误区摩擦力是力学研究中经常遇到的一种力,它是在互相接触并且接触面不光滑的两个物体之间产生的。
当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时,就会受到另一个物体阻碍它相对运动或相对运动趋势的力,这个阻碍它相对运动或相对运动趋势的力就是摩擦力。
摩擦力的产生必须同时具备以下三个条件:①两物体直接接触且有相互作用的弹力;②两接触面均粗糙;③物体间有相对运动或相对运动趋势。
同学们在初学摩擦力时,常产生一些认识上的误区,下面一一加以澄清。
误区一:摩擦力的方向总与物体的运动方向相反由于摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动的趋势),故摩擦力的方向跟物体的相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。
在判断摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义。
“相对”既不是“对”地,也不是“对”观察者,“相对”的是与它接触的物体,即“相对运动(或相对运动的趋势)的方向”是以相互摩擦的另外一个物体作为参照物所确定的。
而“物体的运动方向”是以地面或相对地面静止的物体作为参照物确定的。
当然,平时所接触到的摩擦力的方向与物体的运动方向相反的例子很多。
比如:人拉着小车在平直公路上向前运动时,车受到的摩擦力方向向后,与小车的运动方向相反,但这并不能得到摩擦力的方向一定跟物体的运动方向相反的结论。
不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来。
比如:一人匀速向上爬竿,假想接触面光滑,人相对竿有向下滑动的趋势,此时物体受到的静摩擦力的方向与人的运动方向相同。
例1.如图1所示,传送带把货物从低处运输到高处(假定货物在传送带上不打滑),试判断货物是否受摩擦力,如果受到摩擦力,那么方向如何?图1分析:货物在重力作用下有相对于传送带向下运动的趋势,此时货物受到的摩擦力的方向沿传送带向上,与货物的运动方向相同。
误区二:静止物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受到滑动摩擦力摩擦力发生在相互接触并挤压的两个不光滑的物体之间。
走出摩擦力的六大误区
走出摩擦力的六大误区同学们在学习摩擦力的过程中,容易进入一些误区,下面我们来分析一下如何走出这些误区:误区一滑动摩擦力是运动的物体受到的摩擦力;静摩擦力是静止的物体受到的摩擦力静摩擦力中的“静”指的是相对静止,滑动摩擦力中的“滑动”指的是相对滑动,都是以施力物体为参考系的.所以,静止的物体也可能受到滑动摩擦力的作用,运动的物体也可能受到静摩擦力的作用.物体是受到静摩擦力还是滑动摩擦力与物体的运动状态无关,关键是与其接触的物体相对此物体是静止还是滑动.如图3-3-9所示,物体A、B的接触面粗糙,在力F的作用下,A向右运动,B相对地面静止.A受到水平向左的滑动摩擦力作用,B受到水平向右的滑动摩擦力作用,可见静止的物体也可以受到滑动摩擦力作用,如图3-3-10所示,假设A、B两物体一起向右做匀速直线运动,且A、B两物体相对静止,由于B物体受到重力的作用将产生一个沿斜面向下的作用,从而使B有沿斜面向下运动的趋势,B 要与A 保持相对静止,因此B 必受到一个沿斜面向上的静摩擦力作用,可见运动的物体也可以受到静摩擦力作用.误区二摩擦力的方向总与物体的运动方向相反在判断摩擦力方向时,先要正确理解“运动方问”“相对运动方向”“相对运动趋势方向”的真正含义.这三个方向是截然不同的表述,三者之间无必然联系.1.运动方向:通常是指物体相对地面的运动方向.2.相对运动方向:通常是指物体相对于参考物体运动的方向,在研究摩擦力时此参考物体一般是指摩擦力的施力物体.3.相对运动趋势的方向:通常是指物体有相殉于参考物体沿哪个方向运动的倾向,而实际上不一定沿该方向运动,可理解为“如果物体不受静摩擦力作用的运动方向”. 例l 如图3-3-11所示,物体静止在传送带上,从低处送到高处,则物体与传送带之间的摩擦力方向是错解:沿斜面向下错因分析:同学们往往以为摩擦力一定是阻力,而阻力肯定是阻碍物体运动的力.本题中把物体相对于地面的运动错当成了相对于传送带表面的运动,从而认为物体斜向上运动,则它受到的摩擦力必沿传送带斜面向下.正确解答:物体斜向上运动的过程中,它相对于传送带是静止的,由于传送带倾斜,使得物体具有沿传送带斜向下运动的趋势,根据摩擦力方向的规定,可知摩擦力的方向应该沿斜面向上,从另一角度来说,物体被倾斜的传送带由低处向高处输送,说明物体必受到一个倾斜向土的摩擦力,而使其随传送带由低处向高处运动,此时,摩擦力的方向与物体的实际运动方向一致.答案:沿斜面向上点评:摩擦力是一种阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力,因此摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反.摩擦力的方向与物体运动方向无关. 误区三正压力越大,摩擦力也越大摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,静摩擦力的大小取决于使物体产生运动趋势的外力的大小,其取值范围为O<F ≤F_。
【高中物理】摩擦力误区扫描
【高中物理】摩擦力误区扫描摩擦力是两个互相接触的物体,当它们做相对运动时,在接触面上产生的一种阻碍相对运动的力。
这种摩擦力在生活中我们经常可以看到,如汽车刹车后,停止转动的车轮与公路间的摩擦;自行车刹车时,闸皮与车圈间的摩擦;推着木箱向前移动时,木箱与地面间的摩擦;削铅笔时,转笔刀与铅笔间的摩擦等等。
但是,由于受到经验的影响,我们往往对摩擦存在一些片面的、甚至是错误的认识,从而对正确获取知识产生干扰。
误区一、物体间有相对运动就一定有摩擦力辨析摩擦力产生的原因较繁杂,但主要就是由于接触面不光滑。
当两个物体表面出现相对滑动时,互相压板的凹凸部分就可以出现相撞,这就产生了摩擦。
因此,从根本上说道,产生摩擦力时,接触面必须坚硬。
另外,物体间还要相互碰触、并出现侵蚀,并且在物体间出现相对运动。
在接触面坚硬程度维持不变时,两个物体间的侵蚀促进作用越大,则凹凸不平部分的压板越显著,由此产生的摩擦力也就越大。
而在解答物理问题时,往往将问题“理想化”。
如物理中所说的“光滑”就是指物体表面绝对平滑,不存在凹凸不平部分。
若物体接触面“光滑”,即便两物体间有压力,并且发生相对运动,但是由于它们之间不存在啮合的现象,因此认为这时的物体间没有摩擦力。
在判断两物体间是否有摩擦力时,不能只看物体间是否发生了相对运动,还要看接触面是否“光滑”。
误区二、摩擦力与物体运动快慢、拉力大小和接触面的大小有关辨析摩擦力的大小只与压力和接触面的粗糙程度有关。
当压力和接触面粗糙程度一定时,不管物体是匀速运动,还是变速运动,该物体所受的摩擦力大小是相同的。
在测量摩擦力的大小时,只有弹簧测力计匀速带动物体时,摩擦力才等同于弹簧测力计的示数。
如果只是减小拉力,并使弹簧测力计示数变小,但并没匀速带动物体,而并使物体搞变速运动时,物体在水平方向受力不均衡,这时摩擦力的大小就不等同于弹簧测力计的示数,即为此时并不能引发摩擦力的大小变化。
一个木块无论是平放、侧放还是竖放,将其匀速拉动时,弹簧测力计的示数是不变的,即摩擦力大小相同,因此摩擦力与接触面的大小无关。
摩擦力误区
1 摩擦力问题的几个误区(湖南省东安县第一中学 邓有鸿 425900)摩擦力是高中物理的重点内容,也是难点.对于物体是否有摩擦力、如何判断摩擦力的性质和方向、怎样计算摩擦力的大小,不少同学存在一些模糊不清的甚至错误的认识.正确理解摩擦力的关键首先在于认识运动与相对运动的区别;其次,在判断静摩擦力方向和大小时,应先分析物体的运动状态,再根据平衡条件或牛顿运动定律求解,而不应仅凭感觉和经验来判断.笔者根据同学们理解摩擦力出现的一些常见错误,现归类分析如下: 误区一:静止物体只能受到静摩擦力,运动物体只受到滑动摩擦力错因探析:有些同学错误地认为物体具有“相对运动”或“相对运动趋势”的参考系是地面.实际上摩擦力所指的“相对运动”或“相对运动趋势”是以相互作用的另处一个物体作为参考系,那么静止的物体可能受到静摩擦力,也可能受到滑动摩擦力;运动物体可能受到滑动摩擦力,也可能受到静摩擦力.例1 如图1所示,两物体A,B 叠放在粗糙面上,用力F 拉着物体B ,使物体A,B 一起无相对运动地向上运动,此时无论它们是沿斜面匀速上升,还是加速上升,物体A 相对于物体B 总是静止的,但物体A 具有相对物体B 向下滑动的趋势,故物体A ,B 之间总存在着相互作用的静摩擦力.物体B 与斜面间有相对运动,所以物体B 和斜面都受到相互作用的滑动摩擦力.可见,静止的物体(斜面)受到滑动摩擦力作用,相对斜面运动的物体A,B 间有静摩擦力作用. 误区二:摩擦力的方向总是与物体的运动方向在同一条直线上错因探析:学生错误地认为摩擦力的方向总是与“物体的运动方向”相反. 实际上摩擦力的方向总是阻碍物体的“相对运动”或“物体的相对运动趋势”. 例2 如图2所示,M ,N 为两块平行水平固定的光滑夹板,其下方有一木板水平向右匀速运动,为使放在木板上方,两夹板间的小木块水平匀速抽出,已知小木块与木板间动摩擦因数为μ,小木块质量为m ,则所需平行夹板的水平拉力F ( ) A .F mg μ= B .F mg μ>C .F mg μ<D .无法判断 分析与解 学生错误地认为小木块相对木板的运动是沿力F 的方向,即物体相对地面的运动方向,所以错选A .其实小木块相对木板的运动方向是斜向左下方,根据摩擦力方向总是阻碍相对运动方向知:摩擦力f 的方向是斜向右上方,所以摩擦力f 的一个分力与水平拉力F 相等.即F mg μ<选C .例3 如图3所示,一小物体放在水平粗糙的圆盘上,与圆盘一起做匀速转动,物体相对圆盘具有沿径向向处运动的趋势,故物块所受的静摩擦力沿径向指向转轴.物块所需要的向心力就是圆盘对物块的静摩擦力.显然物块所受的摩擦力(沿径向)与物块运动方向(沿切向)不共线(相互垂直). 误区三:摩擦力总是阻力,或者说总是阻碍物体的运动;静摩擦力不做功,而滑动摩擦力做负功.错因探析:学生错误地认为摩擦力的作用效果是物体实际运动,所以摩擦力是阻力;实际上摩擦力的作用效果是(滑动摩擦力)阻碍物体间的相对运动或(静摩擦力)阻碍物体间的相对运动趋势,但不一定阻碍物体间的实际运动.所以摩擦力可以是阻力,也可以是动力.例4 如图4所示,斜向上运动的传送带向上传送物体,物体与传送带相对静止.物体所受的静摩擦力与运动方向相同,物体受到的摩擦力是动力,做正功;若物体与传送带一起以加速度a(a g sin )θ<沿传送图1图2图42 带向下做加速运动时,物体所受的静摩擦力方向向上,是阻力,做负功.误区四:压力越大,摩擦力越大;接触面积越大,滑动摩擦力越大.由公式N F F μμ=可知,滑动摩擦力的大小只由N ,F μ决定,只有滑动摩擦力与正压力成正比,正压力越大,滑动摩擦力越大,与物体的运动状态和接触面积的大小无关;静摩擦力的大小应根据物体的实际运动状态利用平衡条件或牛顿运动定律来计算.误区五:认为两个相互接触的物体间存在两个摩擦力例5 如图5所示,在倾角030θ=的粗糙斜面上放一物体,重量为G .现在用与斜面底边平行的力F G /2=推物体,物体恰能做匀速直线运动,则物体与斜面之间的滑动摩擦因数是多少? 错解 因为物体有沿斜面下滑的趋势,所以受到一个沿斜面向上的静摩擦力11f G 2=.又因为物体在推力F 的作用下沿水平方向匀速滑动.受到一个与F 方向相反的滑动摩擦力作用2f N mg cos μμθ==,所以μ=. 分析与正解 物体在推力及重力平行斜面的分力作用下,沿斜面斜下方向作匀速直线运动,故物体只受到一个与其运动方向相反(沿斜面斜上方向)的滑动摩擦力作用.推力与重力平行斜面的分力的合力为:f滑动摩擦力为:f N Gcos G μμθ==滑因为物体作匀速直线运动,所以f f G μ=⇒=⇒=滑 误区六:静摩擦力方向的不确定性例6 在如图6所示中,质量为1m 的物体A 静止于斜面上,若物体A 与斜面的最大静摩擦力为m f ,求使物体A 仍静止于斜面上时物体B 的质量2m 的大小.错解 学生简单地认为物体A 所受的静摩擦力方向沿斜面向上,这样根据平衡条件得:1m 1m 22m g sin f m g sin f m g m g θθ-=+⇒= 分析与正解 物体A 沿斜面方向受到的力有重力沿斜面方向的分力1m g sin θ及拉力2m g . 当21m g m g sin θ<时,物体A 有沿斜面向下滑动的趋势,则f 静沿斜面向上,此时为使物体静止,则有:21m m g m g sin f θ≥-;当21m g m g sin θ>时,物体A 有沿斜面向上运动的趋势,同理有:21m m g m g sin f θ≤+;为使物体A 静止,则有:1m 1m 2m g sin f m g sin f m g gθθ-+≤≤.图5图6。
学习摩擦力时存在的几个误区
学习摩擦力时存在的几个误区摩擦力是力学中常见的三种性质力之一.它的大小和方向都具有不定性.因此,我们对摩擦力的理解常常会产生这样或那样的误区,本文通过举例来分析说明摩擦力常见的误区,希望能纠正对摩擦力的错误认识,并正确的掌握好摩擦力.一、认为滑动摩擦力的大小与接触面积大小、物体速度大小有关例1 一块质量均匀分布的长方体木块按如图1甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动,其中甲图中木块做匀速运动,乙图中木块做匀加速运动,丙图中木块侧立在水平面上做与甲图相同的运动,则下列关于甲、乙、丙三图中木块所受滑动摩擦力大小关系的判断正确的是()误区警示:认为图乙中物体加速运动,摩擦力就大,错选B.认为接触面积大,滑动摩擦力就大,误选D.正确解析:根据滑动摩擦力公式Ff=μFN知,滑动摩擦力的大小与接触面的大小无关,与运动状态也无关,故C选项正确.正本清源:在计算摩擦力时首先要分清是静摩擦力还是滑动摩擦力.(1)滑动摩擦力由公式Ff=μFN计算,应用此公式时要注意以下两点:①μ为动摩擦因数,其大小与接触面的材料、表面的粗糙程度有关;FN为两接触面间的正压力,其大小不一定等于物体的重力.②滑动摩擦力的大小与物体的运动速度无关,与接触面积的大小无关.(2)静摩擦力的计算:它的大小和方向跟产生相对运动趋势的力密切相关,跟接触面相互挤压力FN无直接关系.因此它具有大小、方向的可变性,变化性强是它的特点.对具体问题,要具体分析研究对象的运动状态,根据物体所处的状态(平衡、加速等),由力的平衡条件或牛顿运动定律求解.二、不能认识到摩擦力性质、方向、大小会发生突变而产生错误例2 物体A的质量为1 kg,置于水平地面上,物体与地面的动摩擦因数μ=0.2.从t=0时刻开始,物体以一定初速度V0向右滑行的同时,受到一个水平向左、大小恒为F0=1 N的作用力.则反映物体受到的摩擦力Ff随时间变化的图象是(取向右为正方向)()误区警示:误认为物体减速到零后,再反向加速,而误选B项.正确解析:物体在向右滑行时,受到的是滑动摩擦力,Ff1 =μmg =2 N,方向向左.由于F0 =1 Nf1三、摩擦力产生的条件相互接触的物体间存在摩擦力需具备三个条件:接触面不光滑、接触面间存在弹力、有相对运动或相对运动的趋势.(1)接触面不光滑是物体间存在摩擦力的基本条件.如果相接触的两个面有一个面光滑,两物体接触面间不会产生摩擦力.(2)两物体接触面间存在相互挤压的弹力是产生摩擦力的必要条件之一.如果相接触的两物体间不挤压,即两物体间没有弹力作用就不会产生摩擦力.(3)相接触的两物体的速度(大小或方向)不相同时,两物体间出现相对运动,这是产生滑动摩擦力的必要条件;相接触的两物体的速度(大小和方向)仍相同,但两物体间出现相对运动的趋势,这是产生静摩擦力的必要条件.四、判断两物体间是否存在摩擦力的方法1.根据摩擦力产生的条件判断(1)先判断接触面是否光滑.(2)然后判断两物体接触面间是否存在弹力.(3)再判断相接触的物体间是否存在相对运动或相对运动的趋势.。
认识摩擦力的六个误区
认识摩擦力的六个误区误区一:静止的物体总受到静摩擦力,运动的物体总受到滑动摩擦力这种认识的错误原因在于没有准确理解摩擦力定义中“相对运动”的“相对”两个字的含义。
“相对”两个字的物理内涵是指所研究的物体相对与它接触的物体而非相对其他惯性参考系(例如;相对地面)。
只要两个物体间存在相对运动的趋势,这两个物体在相对其他物体运动时,仍然可以受到静摩擦力作用。
例如:随皮带一起匀速向上运动的物体受到皮带的静摩擦力作用。
静止的物体受到滑动摩擦力的例子也很普遍。
如在地面上拉物体,地面受到的就是物体对它的滑动摩擦力。
误区二:摩擦力的方向与物体的运动方向总相反摩擦力的方向与产生摩擦力的两个物体间的相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但与这两个物体相对其他物体的运动方向并没有直接关系。
因此,摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同,也可以相反。
例如:物体随皮带向上运动所受摩擦力的方向与物体运动方向相同,随皮带匀速向下运动时与物体运动方向相反,如图1、2所示。
显然,其中摩擦力产生于物体与皮带之间,而它们的运动方向是相对地面而言的。
对于滑动摩擦力的方向与物体运动方向的关系也与此类似。
如图3,在子弹射入木块的过程中,木块受到子弹的滑动摩擦力就与木块的运动方向相同,子弹受到的滑动摩擦力的方向与子弹的运动方向相反。
误区三:摩擦力总是阻力,阻碍物体的运动既然摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同或者相反,所以不论是静摩擦力不是滑动摩擦力,都既可以是阻力,也可以是动力。
当摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,摩擦力就作为动力而存在;当摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,摩擦力就作为阻力而存在。
摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势,而不是阻碍物体的对地运动,摩擦力可以是阻力也可以是动力,比如:斜向上的传送带向上传送货物时,正是货物受的传送带给它向上的静摩擦力使得货物能随着传送带一起向上运动,这个力对货物来说动力。
人走路时脚相对地面有向后的趋势,地面给人一个向前摩擦力。
第17点 摩擦力分析中的六大误区
第17点摩擦力分析中的六大误区在摩擦力问题中,由于对摩擦力产生的原因不明确,对摩擦力的大小和方向理解不深刻或者不区分静摩擦力和滑动摩擦力,会造成很多思维误区.1.认为摩擦力的方向与物体的运动方向一定在同一直线上常见的多数摩擦力方向与物体运动方向在同一直线上,但不是所有的摩擦力均如此.如图1所示,手握瓶子水平移动瓶子的过程中,摩擦力的方向竖直向上,与运动方向垂直.故两物体间摩擦力的方向应正确理解为“与两物体接触面相切,和物体间‘相对运动’或‘相对运动趋势’的方向相反,与物体的运动方向无关”.图12.认为摩擦力的大小一定与压力成正比图2若摩擦力是滑动摩擦力,根据F=μF N,两物体间的滑动摩擦力确实与压力成正比.但对静摩擦力而言,它是一个被动力,随着使物体产生“运动趋势”的外力的变化而变化,与压力大小无关,压力大小只能影响最大静摩擦力的大小.如图2所示,用一力F将质量为m的物体压在竖直的墙壁上,不管压力F怎么变化,物体与墙壁之间的静摩擦力大小总是mg,与压力大小无关.故在计算摩擦力时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力.3.认为摩擦力一定是阻力摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,而不一定阻碍物体的运动,例如皮带传送机上的货物、站在启动的火车上的人受到的摩擦力都是动力,同时它阻碍了货物相对皮带、人相对车厢的滑动.4.认为静止的物体只能受到静摩擦力,运动的物体只能受到滑动摩擦力物体受的是静摩擦力还是滑动摩擦力,取决于它和与它接触的物体间是相对静止还是相对运动,而与它自身的运动与否无关.例如随列车加速运动的车上的货物,虽是运动的,但受到的是静摩擦力.5.在利用公式F=μF N时,易将F N当成重力大小正压力F N和重力是本质不同的两个力,F N可以大于、等于或小于重力,F N的大小由物体受到的其他力和物体的运动状态决定.例如自由放在斜面上的物体,F N是小于重力的;而在加速上升电梯中的物体,F N是大于重力的.6.没有认识到静摩擦力有一最大值最大静摩擦力(F max)是指物体与接触面间静摩擦力的最大值,所以静摩擦力的取值范围是0≤F≤F max.(1)静摩擦力大小与正压力无关,但最大静摩擦力大小与正压力成正比,即F max=μ0F N,其中μ0为最大静摩擦因数,它取决于接触面的材料和接触面的粗糙程度.(2)最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些,μ0F N>μF N.但有时可认为二者是相等的,即μ0F N=μF N.对点例题下列关于摩擦力的说法,正确的是()A.相对运动的两物体间一定存在摩擦力B.摩擦力总是阻碍物体的运动C.运动物体受到的摩擦力的方向总是与运动方向相反D.相对静止的两个物体之间,也可能有摩擦力的相互作用解题指导摩擦力产生的条件是:两个物体接触且有弹力的相互作用,接触面粗糙,有相对运动(或相对运动趋势),三者缺一不可,故选项A错误;相对静止的两个物体间,可能有静摩擦力的相互作用,故选项D正确;摩擦力的方向总是与相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,所以,摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反,也不一定总是阻力,故选项B、C错误.答案 D如图3所示,质量为m的木块在水平桌面上的木板上表面滑行,木板静止,它的质量为M=3m,木板与木块、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,则木板受桌面的摩擦力大小为()图3A.μmgB.2μmgC.3μmgD.4μmg答案 A解析木块向左滑动,木板相对于木块向右滑动,木板受到木块向左的滑动摩擦力大小F f1=μmg,因为木板静止,根据二力平衡条件,木板受到地面的静摩擦力方向向右,大小F f2=F f1=μmg,故选项A正确.。
高一物理摩擦力分析中常见的几种误区学法指导
摩擦力分析中常见的几种误区山东司友毓摩擦力是一种非常灵活的力,对于物体间是否有摩擦力、如何判断摩擦力的性质和方向、怎样计算摩擦力的大小,不少同学存在一些错误的认识。
正确理解摩擦力的关键为:首先,应认识运动与相对运动的区别。
其次,判断静摩擦力的方向和大小时,应先分析物体的运动状态,再根据平衡条件或牛顿运动定律求解。
根据同学们学习中对摩擦力分析时出现的一些常见错误,现归类分析如下。
误区一、静止的物体只能受到静摩擦力的作用,运动的物体只能受到滑动摩擦力的作用。
摩擦力发生在相互接触并挤压的两个接触面不光滑的物体之间。
如果两物体之间存在相对运动,则存在相互的滑动摩擦力。
如果两物体相对静止,但存在相对运动趋势,则存在相互的静摩擦力。
“相对运动”是以相互作用的一个物体为参照物,另一个物体相对该物体的位置发生变化。
“运动”是以地面为参考系,物体相对地面的位置发生变化。
因此,静止的物体不仅能受到静摩擦力,也可以受到滑动摩擦力,运动的物体不仅能受到滑动摩擦力,也可以受到静摩擦力。
例1. 如图1所示,A、B两物体叠放在粗糙的斜面上,用力F拉着物体B,使A、B一起无相对运动地向上运动,则两物体所受摩擦力的情况如何?解析:无论A、B两物体是沿斜面匀速上升,还是加速上升,A相对于B总是静止的,且有相对运动的趋势,因此A、B之间总存在着相互的静摩擦力。
B物体与斜面间有相对运动,所以B物体和斜面都受到相互的滑动摩擦力。
误区二、摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反。
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,而不一定与物体的运动方向相反。
“运动”与“相对运动”是两个不同的概念。
例2. 在光滑的水平面上有一静止的长木板,另有一木块C以一定的初速度v滑上木板,且与木板间有摩擦力的存在,如图2所示。
试分析各接触面间摩擦力的情况。
解析:木块C与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力,且木块C受到的滑动摩擦力与其运动方向相反,而长木板所受到的滑动摩擦力与其运动方向相同。
学生对摩擦力的四种误解
学生对摩擦力的四种误解摩擦力是高中物理力学中比较重要的一个概念,学生在学习时往往存有很多误解。
在此根据教学实际及学生情况从以下几个方面实行说明。
阻力是指防碍物体运动的力,这个运动是相对于地面来说的。
滑动摩擦力、静摩擦力的方向跟运动方向没有必然的联系。
所以摩擦力既能够是阻力,也能够是动力。
滑动摩擦力的方向与相对运动方向相反,所以,可能跟运动方向相同,也可能与运动方向相反。
静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反,所以,可能与运动方向相同,可能与运动方向相反,也可能跟运动方向垂直。
力的作用图1 图2这里所说的“运动”和“静止”都是相对于地面来说的。
运动的物体跟与它接触的物体之间没有相对滑动时,二者之间能够没有滑动摩擦力作用。
如图1所示,当A、B两物体相对静止且在水平面上匀速运动时,A、B之间没有摩擦力。
如图2所示,当D物体在外力F 的作用下从C物体下面拉出时,静止的C物体受到向右的滑动摩擦力作用。
误解三:只有静止的物体才受静摩擦力作用这种观点同样是错误的,因为从静摩擦力产生的条件可知,当一个物体相对另一个物体静止(与相对地面无关),并有相对运动趋势时就能够产生静摩擦力,而并不要求物体是静止还是运动。
误解四:相对运动趋势的方向只可“意会”而不可“表达”所谓趋势,即未成事实。
那么如何感知或判断相对运动趋势的方向呢?我们能够采用假设法。
即:先假设接触面是光滑的,在这个假设条件下看研究对象是否还能保持原来的相对静止状态。
若还能保持原来的相对静止,说明没有相对运动趋势;若会发生相对运动,则可知实际情况下研究对象相对于它的接触物有运动趋势,并且相对运动趋势的方向就是假设情况下的相对运动方向,静摩擦力的方向就与此方向相反。
谈谈摩擦力的常见错误
谈谈摩擦力的常见错误摩擦力是力学中三种常见力之一,既是学生学习的难点,又是高考的重点。
为了使学生对摩擦力有全面的理解,现把摩擦力的常见错误列举如下,并加以分析。
一、压力越大,摩擦力越大由f=μN可知,滑动摩擦力与压力成正比,压力越大,滑动摩擦力越大,得出最大静摩擦力也与压力成正比,压力越大,最大静摩擦力也越大的错误,实际上静摩擦力的大小应根据物体的运动状态,利用平衡条件或牛顿运动定律求解。
例如:用手竖直捏起一个瓶子,手对瓶子静摩擦力的大小等于瓶子的重力,如果加大捏瓶子的力,虽然手对瓶子压力增大了,但手对瓶子静摩擦力的大小仍然等于瓶子的重力,并没有增大,增大的是手对瓶子的最大静摩擦力。
二、摩擦力的方向总是与物体的运动或运动趋势方向相反滑动摩擦力方向与相对运动方向相反,静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反。
“运动”与“相对运动”是两个不同的概念,与相对运动或相对运动趋势方向相反,并不一定就与运动方向相反,用传送带斜向上输送物品,物品受到传送带对它的静摩擦力的方向与物品运动方向相同,但与物品对传送带的运动趋势相反。
三、静止物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受到滑动摩擦力摩擦力发生在相互接触的两个物体之间,如果这两个物体产生相对运动,则为滑动摩擦力;如果这两个物体保持相对静止,并存在相对运动趋势,则为静摩擦力,在这里,要注意运动与相对运动的区别,只考虑两物体间的相对运动或相对运动趋势,不考虑对地的运动状态。
例如:用传送带斜向上输送物品时,传送带和物品相对静止,一起斜向上运动,而物品受到传送带对它的摩擦力却是静摩擦力;用黑板刷擦黑板,黑板虽静止不动,但受到黑板刷对它的摩擦力是滑动摩擦力。
四、摩擦力总是阻碍物体的运动摩擦力的作用效果是阻碍物体之间的相对运动(滑动摩擦力)或阻碍物体之间的相对运动趋势(静摩擦力),但不一定阻碍物体的运动,摩擦力即可以是阻力,也可以是动力,例如:用传送带斜向上输送物品,人走路,物品和人受到的摩擦力都是动力。
7_学习摩擦力时存在的几个误区
学习摩擦力时存在的几个误区摩擦力是高中物理力学部分的一个重要概念,是学生学习的一个难点。
在学习过程中,很多学生因对摩擦力的产生条件、作用效果以及大小的计算方法理解不够而使学习进入误区,下面列举几例,以期对学生学习这部分知识有所帮助。
误区一相互接触的物体间只要有相对运动或相对运动趋势,就有摩擦力产生。
正确认识产生的摩擦力条件可归纳为:①两物体必须接触;②接触面粗糙;③接触面间有弹力存在;④两物体向有相对运动或相对运动趋势。
这四个条件是紧密相联的、缺少其中任意一个条件都不能产生摩擦力。
在分析物体受摩擦力时,要根据产生摩擦力的条件全盘考虑。
例1:物体m在水平力F的作用下被压在竖直的粗糙的墙壁上静止不动,物体是否受摩擦力作用?当F撤去后,物体M下落时是否受摩擦力作用?(不计空气阻力)解析:物体被压在墙壁上静止不动,物体与墙壁间有弹力;物体有向下运动的趋势;依据产生的摩擦力条件可知物体受到竖直向上的静摩擦力作用。
当F撤去后,虽然物体与墙壁接触且有相对运动,但二者间没有弹力,物体与墙壁就没有摩擦力作用。
误区二摩擦力方向总是与物体运动方向相反正确认识摩擦力是物体对物体的作用。
根据作用效果知其方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反,而不一定与物体运动方向相反。
例2:把物块m轻轻放在以速度v向右匀速运动的水平传送带上,如图1所示。
开始一段时间,m的速度比v小,分析它受的摩擦力方向。
解析:当m的速度比v小时,m相对传送带向左滑动,受到的传送带施加的摩擦力方向是向右的,与m的运动方向一致。
误区三摩擦力作用效果是阻碍物体的运动,即摩擦力总是阻力,正确认识根据摩擦力的定义可知摩擦力的作用效果是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势。
对物体的运动来说,可能是动力,也可能是阻力,是动力时摩擦力的方向必定与物体运动方向一致,是阻力时必定与物体运动方向相反。
例如,人走路时,脚受到的静摩擦力方向与人前进的方向一致,是人前进的动力.在公路上行驶的汽车,在没有关闭发动机时,主动轮受到的摩擦力与车前进的方向一致,是车前进的动力;从动轮受到的摩擦力与车前进的方向相反,是车前进的阻力。
摩擦力10大误区
摩擦力10个误区总结误区01运动的物体间一定有摩擦力,静止的物体间不存在摩擦力1、若两物体接触面是光滑的,则两物体间不论怎样运动,都不会有摩擦力存在。
若两物体间接触面不光滑:①若物体A、B均相对地面静止,则A与B之间没有摩擦力;但B与地面间虽然静止却有“相对运动的趋势”,所以存在与F等值反向的静摩擦力。
②若A与B做匀速直线运动,则A、B虽都在运动,但因A、B间无“相对运动或相对运动趋势”,故没有摩擦力;而B与地面间有“相对运动”,故存在滑动摩擦力。
③若在力F的作用下A、B一起做变速运动,则A、B均处于运动状态,且A、B之间有“相对运动趋势”,故存在静摩擦力;而B与地面之间有“相对运动”,故存在滑动摩擦力。
看来摩擦力是否存在与运动和静止无关,而是与相对运动或相对运动趋势的存在有关。
误区02有弹力就有摩擦力,有摩擦力就有弹力从产生摩擦力的条件可知:有弹力存在仅仅是产生摩擦力的一个条件,故虽有弹力存在,但两物体间若没有“相对运动或相对运动的趋势”时,则不会产生摩擦力。
反之,若两物体间有摩擦力,则一定满足产生弹力的两个条件:(1)两物体接触;(2)有相互挤压,所以一定有弹力。
故弹力和摩擦力之间的关系应理解为“有摩擦力时一定有弹力,但有弹力时不一定有摩擦力”。
误区03只有运动的物体才会受到滑动摩擦力作用滑动摩擦力产生在两个“相对运动”的物体之间,与物体本身是否运动没有关系。
虽然常见的滑动摩擦力多发生在运动的物体上,但静止的物体照样能产生滑动摩擦力。
一物体在桌面上滑行,物体和一桌面之间发生了“相对运动”,均受到对方对自己的滑动摩擦力作用,但物体是运动的,而桌面却是静止的,桌面却受到了滑动摩擦力。
看来静止的物体可以受到滑动摩擦力。
误区04只有静止的物体才会受到静摩擦力的作用静摩擦力产生在两个有“相对运动趋势”的物体之间,故两物体间应保持相对静止。
但相对于地面,物体有可能是运动的,也有可能是静止的。
看来运动的物体可以受到静摩擦力。
对摩擦力认识的六个误区
对摩擦力认识的六个误区作者:方林来源:《青苹果·高一版》2016年第10期误区一:摩擦力的方向总与物体的运动方向相反走出误区摩擦力的方向总平行于接触面,与产生摩擦力的两物体间的相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反,与两物体各自的运动方向无关。
因此摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同,也可以相反,还可以垂直(如人手提油瓶水平移动时)。
例1 如图1所示,物块相对静止在传送带上,由低处运送到高处,试分析物块所受摩擦力的方向。
分析物体相对静止在传送带上,但它相对于传送带有向下滑动的趋势,物体受到沿斜面向上的摩擦力。
(物体的运动方向也是沿斜面向上的,故物体所受摩擦力方向与物体运动方向相同。
)例2 如图2所示,在水平地面上放置一长木板乙,乙上叠放着另一小木块甲,现分别让长木板与木块以速度v、v水平向右运动,且v>v,试分析甲、乙所受摩擦力的方向。
分析因v>v,故甲相对于乙的运动方向水平向左,故甲受到的滑动摩擦力方向水平向右,与甲的运动方向相同;乙相对于甲的运动方向水平向右,故乙受到的滑动摩擦力方向水平向左,与乙的运动方向相反。
误区二:静止的物体受到的摩擦力肯定是静摩擦力,运动的物体受到的摩擦力肯定是滑动摩擦力走出误区判断摩擦力的方向必须抓住“相对运动(趋势)”中“相对”二字的含义。
“相对”是指产生摩擦力的相互接触的物体之间,而非其他惯性参考系。
只要两物体间存在相对运动的趋势,即使两物体相对地面运动,此两物体间仍可以受静摩擦力作用。
如例1中随传送带一起匀速斜向上运动的物块,受到的就是传送带施加的静摩擦力的作用。
误区三:摩擦力总是阻力,阻碍物体的运动走出误区摩擦力阻碍相对运动或相对运动趋势,并非就一定是阻力。
因为摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同也可以相反,所以不论是哪种摩擦力,都可以成为阻力或动力。
当摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,摩擦力就作为动力而存在(如例1中的物块、例2中的甲物体),当摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,摩擦力就作为阻力而存在(如例1中的传送带、例2中的乙物体)。
第13点 摩擦力分析中的六大误区
第13点摩擦力分析中的六大误区1.认为摩擦力的方向与物体的运动方向一定在同一直线上图1常见的摩擦力方向与物体运动方向在同一直线上,但不是所有的摩擦力均如此.如图1所示,手握瓶子水平移动瓶子的过程中,摩擦力的方向竖直向上,与运动方向垂直.故两物体间摩擦力的方向应正确理解为“与两物体接触面相切,和物体间‘相对运动’或‘相对运动趋势’的方向相反,与物体的运动方向无关”.2.认为摩擦力的大小一定与压力成正比若摩擦力是滑动摩擦力,根据F=μF N,两物体间的滑动摩擦力确实与压力成正比.但对静摩擦力而言,它是一个被动力,随着使物体产生“相对运动趋势”的外力的变化而变化,与压力大小无关,压力大小只能影响最大静摩擦力的大小.如图2所示,用一力F将质量为m 的物体压在竖直的墙壁上并使物体处于静止状态,不管压力F怎么变化,物体与墙壁之间的静摩擦力大小总是mg,与压力大小无关.故在计算摩擦力时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力.图23.认为摩擦力一定是阻力摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,而不一定阻碍物体的运动,例如皮带传送机上的货物、站在启动的火车上的人受到的摩擦力都是动力,同时它阻碍了货物相对皮带、人相对车厢的滑动.4.认为静止的物体只能受到静摩擦力,运动的物体只能受到滑动摩擦力物体受的是静摩擦力还是滑动摩擦力,取决于它和与它接触的物体间是相对静止还是相对运动,而与它自身的运动与否无关.例如相对列车静止,随列车加速运动的车上的货物,虽是运动的,但受到的是静摩擦力.5.在利用公式F=μF N时,易将F N当成重力大小正压力F N和重力是本质不同的两个力,F N可以大于、等于或小于重力,F N的大小由物体受到的其他力和物体的运动状态决定.例如自由放在斜面上的物体,F N是小于重力的;而在加速上升的电梯中的物体,F N是大于重力的.6.没有认识到静摩擦力有一最大值最大静摩擦力(F max)是指物体与接触面间静摩擦力的最大值,所以静摩擦力的取值范围是0≤F≤F max.(1)静摩擦力大小与正压力无关,但最大静摩擦力大小与正压力成正比,即F max=μ0F N,其中μ0为最大静摩擦因数,它取决于接触面的材料和接触面的粗糙程度.(2)最大静摩擦力一般比滑动摩擦力大些,μ0F N>μF N.但有时可认为二者是相等的,即μ0F N=μF N.对点例题(多选)如图3所示,物体A在力F作用下被夹在竖直墙与隔板B之间而处于静止状态,若将力F增大了2倍,则()图3A.物体A所受压力增大为原来的2倍B.物体A所受压力增大为原来的3倍C.物体A所受摩擦力保持不变D.因不知物体A与墙、物体A与隔板间的动摩擦因数,因而不能确定物体A所受摩擦力的大小解题指导物体A在竖直方向上受到重力和静摩擦力作用,并且在竖直方向上静止,所以静摩擦力大小等于重力,当将力F增大了2倍,物体在竖直方向上的状态不变,所以静摩擦力保持不变.答案BC1.如图4所示,质量为m的木块在水平桌面上的木板上表面滑行,木板静止,它的质量为M =3m,木板与木块、木板与桌面间的动摩擦因数均为μ,则木板受桌面的摩擦力大小为()图4A .μmgB .2μmgC .3μmgD .4μmg答案 A解析 木块向左滑动,木板相对于木块向右滑动,木板受到木块向左的滑动摩擦力大小F f1=μmg ,因为木板静止,根据二力平衡条件,木板受到地面的静摩擦力方向向右,大小F f2=F f1=μmg ,故选项A 正确.2.一根质量为m 、长为L 的均匀长方木条放在水平桌面上,木条与桌面间的动摩擦因数为μ.现用水平力F 推着木条运动,当木条经图5所示位置时,桌面对它的摩擦力为( )图5A .μmgB.23μmgC.13μmg D .上述选项均不对 答案 A解析 压力仍为F N =mg ,所以F f =μmg ,故A 对.本题易错选B ,误认为摩擦力大小与接触面积有关.。
摩擦力认识的几种误区
反 ”。
物体 的运 动一般 指 物体相 对地 面 而言 的 ,并 非以相互 条件或 牛顿运 动定律来确定 。
例2 在光 滑水 平面上 有
一
静止 的长 木板 ,另一木 块
图 2
F 是相 互接触 的两 物体 间的弹力 ,其大小 要根据 物体 N
所处 的状态 和其 他力 的大小方 向进行计 算 。
受 到滑 动摩 擦力 ,也 可能 受 到静摩擦力。
图 1
摩 擦力 的作用 效果 是 阻碍物 体 问的相 对运动 或阻碍 物
例 1 如 图 1 示 ,两 物体A、B 所 叠放在 粗糙斜 面上 ,用
力F 着物 体B 拉 ,使 物体A、B 一起无相对 运动地 向上运 动 ,
此时无 论它们是沿斜 面匀速上升 ,还是加速上升 ,物体A 相 体 间的相 对运 动趋势 ,但 不一 定阻碍 物体 间的 实际运 动.
而不应 仅凭感 觉和 经验来 判断 .笔 者根据 学生理 解摩擦 力 出现的一些常见错误 ,现归类分析 如下 .
力。
与物体 的运动 方 向在 同一 条直线
上。
摩擦力 的方 向沿两 个 物体 的 对 运动方 向或相 对运 动趋势 方 向
误 区一 静止物体 只受静摩擦力 ,运动物体受 滑动摩擦 接 触 面的切线 方向 ,且 与 物体相
教孛研究
摩擦 力认 识 的几种 误 区
赵俊英 山东省德 州市第二 中学 2 30 50 0
例3 在 绝缘粗 糙水平 面上有 一带 电量为 q 的物体 ,水 平面 处在 向上 的 匀强 电 场 中 ,若 场  ̄E= / mgq,且物体 以
一
摩擦 力是 高 中物 理 的重点 内容 ,也是 难点 .对 于物体 无此条件 ,则物体一定不 受摩擦力作用 。 间是否有摩擦 力 、如何 判断摩 擦力 方 向、怎样 计算摩 擦力 的大小 ,不 少学生 存在一 些模 糊不 清 ,甚 至错误 的认 识 . 正确理 解摩擦 力 的关键是 :首 先在 于认识 运动 与相对 运动 动摩擦 ;第 三 ,在判 断静 摩擦 力方 向和大 小时 ,应先 分析
关于摩擦力的认识误区
关于摩擦力的认识误区作者:杨旭龙来源:《师道·教研》2012年第07期有关摩擦力的教与学,始终是高中阶段的一个难点。
即使通过高一和高二阶段的学习,但到了高三第一轮复习时,我们仍能发现,许多学生对摩擦力的认识还是存在很多误区的。
误区之一:摩擦力f=0与摩擦因数μ=0混淆。
例1:如图1 所示,C是水平地面,A、B是两个长方形物块,F是作用在物块上沿水平方向的力,物体A和B以相同的速度作匀速直线运动,由此可知,A、B间的动摩擦因数μ1和B、C间的动摩擦因数μ2有可能是()A. μ1=0,μ2=0B. μ1=0,μ2≠0C. μ1≠0,μ2=0D. μ1≠0,μ2≠0此例许多学生只选B而漏选D,对A、B间摩擦力等于0大家没有异议,但一部分学生因此得出A、B间的动摩擦因数μ1也等于0,显然是把摩擦力f=0与摩擦因数μ=0混淆。
其实如果接触面间光滑,即μ=0,则摩擦力必为0;但是摩擦力为0,接触面不一定光滑,即μ可能不等0。
此例中A、B间摩擦力为0,是因为A、B间不存在相对运动趋势造成的,而不是光滑。
误区之二:摩擦力方向总是与物体的运动方向在同一直线上。
关于摩擦力的方向,教材是这样叙述的:“总是沿着接触面,并且跟物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反。
”这句话本身是对的,但是学生结合自己的经验就理解成了:“总是沿着接触面,跟物体的运动方向在同一直线上,可以相同,也可以相反。
”事实上,物体受到的摩擦力方向可以跟物体的运动方向相同,也可以跟物体的运动方向相反,即在同一直线上,但是也可以跟物体运动的方向不在同一直线上,两者既可以垂直,也可以有一定夹角。
如图3所示,物体随水平转台一起转动,并与转台保持相对静止,如果一起做匀速圆周运动,则物体受到的摩擦力方向与速度方向垂直;如果一起做变速圆周运动,则两者有一定夹角。
值得提出的是,学生学过匀速圆周运动后,一般都会接触到摩擦力提供向心力的实例。
但这时学生又会产生另一个思维定势:做圆周运动的物体,所受摩擦力一定指向圆心,如下例。
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关于摩擦力认识的几个误区
孙广阔 (山东费县第一中学 273400)
在学习摩擦力时,由于受生活中个别现象或已有体验的影响,许多同学老是存在着一些错误地认识 ,下面结合一些典型模型作一剖析,以期望同学们对摩擦力有比较全面的理解!
一、有外力作用时才会有摩擦力产生吗?
如图1所示,用水平力F 拉放在地面上的物块,但未拉动,是因为物块受到水平向左的静摩擦力的作用,但以此认为沿接
触面的外力是产生摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。
如图2所示,放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止
的货物,在传送带加速或减速时,也会受到静摩擦力的作用,其
原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用,而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。
可见,相互
接触的物体要产生静摩擦力,物体间必须具有相对运动的趋势,
而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生,也可以是因为运动状
态的改变而产生。
如图3所示,汽车刹车后在水平方向上只受滑动摩擦力作用,汽车是靠自身的惯性相对地面向前滑动,而不是其他外力
的作用。
二、摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗?(即摩
擦力一定是阻力吗?)
摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但物体的运动一般是以地面为参照物,因此,摩擦力的方向和物体对地的运动方向之间并无必然的联系,即摩擦力不一定阻碍物体的运动,摩擦力可能是阻力,也可能是动力,也可能既不充当阻力也不充当动力!
如图2所示,当货物随传送带一起向右加速运动时,货物相对传送带有向左运动的趋势,所受的静摩擦力向右,与货物的运动方向相同,对货物的运动而言为动力;当货物随传送带一起向右减速运动时,货物相对传送带有向右运动的趋势,所受的静摩擦力向左,与货物的运动方向相反,对货物的运动而言为动力。
当货物与传送带之间有相对滑动时,以上摩擦力就变为滑动摩擦力,也是既可充当动力也可充当阻力的。
又如人在加速跑动时,车辆加速前进时,由于人的脚或车轮(主动轮)与地面接触时相对静止且有向后运动的趋势,故地面给人的脚或车轮一个向前
的静摩擦力,这个静摩擦力是使人或车加速前进的动力。
可以设想
一下,若人或车在光滑的水平面上时,能加速运动吗?
在如图4所示的情景中,物体匀速转动时相对转盘有向外运动
的趋势,受到的静摩擦力指向圆心,与运动方向垂直! 在如图5所示的情景中,当人随电梯向上或向下加速时,受到
的静摩擦力和运动方向成一夹角——不共线!
图1图2
图4
三、受静摩擦力作用的物体一定静止,受滑动摩擦力作用的物体一定运动吗? 通常的物体运动或静止是以地球为参照物,而摩擦力分类中的“静”和“动”是以两个相
互接触的物体为参照物。
静摩擦力中的 “静”是指两个相互接触的物体相对静止,滑动摩擦力中的“动”是指两个相互接触的物体相对运动,对地球则不一定。
如图2中,当货物随传送带一起向右加速或减速运动时,货物受到的摩擦力为静摩擦力。
如图4中,物体随圆盘转动,受到的摩擦力为静摩擦力。
如图6所示,B 物体被抽出的过程中,A 物体和地面都静止不
动,但却都受到向右的滑动摩擦力。
四、摩擦力的大小与正压力成正比吗?
正压力是静摩擦力产生不可缺少的条件之一,但静摩擦力的大小与正
压力并没有比例关系,但最大静摩擦力却与物体的正压力有关。
如图7所示,A 物体静止在墙面上,无论F 是增大还是减小,只要不
为零,受到墙面的静摩擦力的大小均等于物体的重力。
但是,当力F 增大时,物体和墙之间的正压力会增大,要使物体向上或向下移动就更困难,即最大静摩擦力变大。
由以上分析知,求静摩擦力的大小时,常需将物体
的状态和其他受力情况结合起来分析。
滑动摩擦力的大小N f μ=,正比于接触面之间的正压力。
所以,不能将两种摩擦力大小的确定方法混淆。
如下面的一个问题:
如图8所示,物体m放在木板上,木板与桌面间的夹角θ从0O逐渐增大到90O的过
程中(缓慢绕支点O 转动),木块受到的摩擦力将怎样变化?
分析:夹角θ从0O增加到90O 的过程可分两个阶段:在θ 较
小时,物体相对木板静止,受到的静摩擦力f=mgsin θ,θ增大时,静摩擦力f 也不断增大;当θ增大到一定程度时,物体开始滑动,
静摩擦力也“突变”为滑动摩擦力,且由公式得:f=μmgcos θ,其中μ为滑动摩擦因数;当θ再增大时,滑动摩擦力f 不断减小。
综
上可知,木块受到的摩擦力将先变大后变小。
N v N v
a
f
mg
(a) (b) (c)
图3、
N v a
f f m
g mg (a) (b) (c) 图3、 图5 图8。