突破思维定势,走出误区

突破思维定势，走出误区

摩擦力是高中物理教学的重点、难点。随着教学改革的开展，摩擦力由于贴近生活也成为考查的热点。要学好摩擦力，关键要突破思维定势，走出误区。

一、关于摩擦力认识的几个误区。

误区1：静止的物体总受静摩擦力，运动的物体总受滑动摩擦力。

这种认识的错误原因在于没有准确理解摩擦力定义中的“相对运动”的“相对”两字的含义。“相对”两字的物理内涵是指相对于与所研究的物体接触的物体而非相对于其他惯性参考系。（例如，相对于地面）。只要两物体间存在相对运动的趋势，这两物体在相对其他物体运动时，这两物体之间仍然可以受静摩擦力的作用。例如随皮带一起匀速斜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2：摩擦力的方向与物体运动的方向总相反。

摩擦力的方向与产生摩擦力的两物体间的相对运动（或相对运动趋势）的方向相反，但与这两物体相对于其他物体的运动方向并没有直接关系。因此静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（即：可与物体运动方向成任意角度）。例如：物体随皮带上滑时所受摩擦力的方向与物体运动方向是同向，随皮带匀速下滑时是反向，分别如图1、2。显然，其中静摩擦

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3：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相反，所以不论是静摩擦力还是滑动摩擦力，都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。

误区4：动摩擦因数总是小于1

课本p.9表格中列举的几种材料间的动摩擦因数都小于1，但不能由此认为所有的动摩擦因数都小于1.事实上，两种材料间的动摩擦因数亦有大于1的情况。例如图4，在橡皮水平面上拉橡皮块，使之匀速前进的水平拉力f往往大于橡皮块的重力g，就是因为橡皮与橡皮间的动摩擦因数大于1.

误区5：静摩擦力的大小随正压力的变化而变化。

滑动摩擦力f的大小与正压力n成正比f=?n，但是静摩擦力的大小与正压力无关，它只是与引起相对运动趋势的外力有关。

如图5所示的地面上静止放置一物体，用一个竖直向下的力f

紧压物体。当f增大的过程中，物体受到的摩擦力始终为零。又如图6所示，放置在水平粗糙面的物体处于静止状态，当同时施加一个向左的力f1=2n和一个水平向右的力f2=8n在物体上时，物体处于静止状态，则此时物体所受静摩擦力为f=6n，方向水平向右；如突然撤去f2=8n的力，则此时物体受到的静摩擦力的大小变为f=2n，方向变为水平向左了，这说明静摩擦力的大小与正压力无关。（但也要注意最大静摩擦力与正压力有关。）

二、克服思维定势，突破难点。

1、分析摩擦力的方向。

摩擦力的方向在接触面的切平面上且与相对运动或相对运动趋势方向相反。这里的相对运动是指以与其接触的物体为参照物的运动，不要受思维定势的影响而取惯性参考系(如地面)。

例如：如图所示，质量为m的工件置于水平放置的钢板c上，二者间动摩擦因数为 u，由于固定的光滑导槽a、b的控制，工件只能沿水平导槽运动，现使钢板以速度v2向右运动，同时用f拉动工件（f方向与导槽平行）使其以速度v1沿导槽运动，则f的大小为（）

a、等于umg

b、大于umg

c、小于umg

d、无法确定

分析：在这里我们容易受思维定势的影响，认为拉力就等于物体受到的摩擦力umg，其实这是错误的。我们首先应该清楚，物体受到的摩擦力是钢板给的，因此要分析物体相对钢板的运动，一个

分运动是向前，另一个分运动是水平向左，故相对钢板的合运动是斜向左前方，所以物体受到的摩擦力方向是斜向右后方，而物体受到的是滑动摩擦力，其大小与正压力成正比，物体对钢板的正压力大小等于其重力大小，即f=umg。因此这题的答案是c。

2、正确区分力和运动的关系。

摩擦力可以是动力也可以是阻力，力是改变物体运动状态的原因，但只要物体所受合外力不变则物体的加速度不变。在分析有关摩擦力的题目时要注意克服思维定势的影响。

例如：如图所示，传送带与地面的倾角为37°，从a到b长度为16m 。在传送带上端a无初速度地放一个质量为0.5kg的物体（可视为质点），求：（1）、当传送带静止时，物体从a运动到b所需时间是多少？（2）如果传送带以10m/s的速度顺时针运动时，物体从a运动到b所需时间是多少？（3）如果传送带以10m/s的速度逆时针运动时，物体从a运动到b所需时间是多少？

分析：（1）中的情况好分析，物体受到沿斜面向上的摩擦力作用，经过对物体进行受力分析，运用牛顿第二定律及运动学公式可求t=4s。但在分析（2）的情况时有的同学会犯糊涂，认为传送带有向上的速度会阻碍物体下滑，使物体从a到b的时间会比（1）中的长些。其实不然，此时物体受力情况不变，故其加速度不变，而物体运动的位移不变，因此物体运动的时间仍然是t=4s。（3）中传送带是逆时针转动，开始时，由于传送带的速度大于物体的速度，

传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力，经过对物体进行受力分析，运用牛顿第二定律可求得a1=10m/s2，（a1=gsina+ugcosa），物体加速至与传送带速度相等需要的时间是t1=1s，t1时间内的位移s=1/2a1t2=5m，由于u﹤tana，物体在重力作用下将继续加速，当物体速度大于传送带速度时，传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力，此时，经过对物体进行受力分析，运用牛顿第二定律可求a2=gsina-ugcosa=2m/s2，由运动学公式可求得后一阶段物体滑至底端的时间是t2=1s，所以物体由a至b的时间t=2s。

总之，学好摩擦力要抓住“两判一算”，即摩擦力有无的判断、摩擦力方向的判断及其大小的计算，同时注重培养良好的思维品质，发挥学习的主动性，举一反三，做到知识能力双丰收。