《摩擦力》论文(人教课标版 九年级上)
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图 2 图3
分析摩擦力的几个常见误区
生活中有很多的摩擦现象,同学们在分析有关摩擦力的有无、产生、方向、大小、利弊等方面,还存在许多问题,因此,我们很有必要予以澄清。
【问题一】运动的物体一定受到摩擦力,而静止的物体一定不受摩擦力
分析:致错原因是对产生的摩擦力的条件理解不透。
物体之间产生摩擦力必须具备以下三个条件:(1)物体必须互相接触且有压力;(2)接触面粗糙;(3)相互接触的两物体将要发生相对运动(有相对运动趋势)或已发生相对运动(位置相对发生改变)。
于是,物体接触面间是否产生摩擦力,与物体是否运动并没有关系。
例如,如图1为皮带传送装置示意图,物体G 置于水平传带上,并随传送带一起向右匀速运动,但它相对于传
送带既无相对运动,也无相对运动趋势,所以它们之间就不会产生摩擦力。
又如,用手紧握酒瓶颈部,让酒瓶静止于这空中,但酒瓶相对于手掌有下
滑趋势,这就使得酒瓶受到了一个与它自身重力相平衡的静摩擦力。
所以,不论是运动物体还是静止物体,都有受到或不受摩擦力的可能。
【问题二】摩擦力的方向总是与物体运动的方向相反
分析:致错原因是对摩擦力的方向认识不清。
由于摩擦力总是阻碍物体相对运动或相对运动趋势,因此,摩擦力方向总是与物体运动方向或相对运动趋势的方向相反,但未必与物体运动的方向相反。
例1,汽车在向前行驶中,发动机通过传动机构带动后轮(主动轮)转动,后轮与路面的接触点相对于路面有向后运动趋势(相对瞬时静止),于是后轮所受摩擦力(属静摩擦力)的方向是向前的,与汽车行驶方向相同。
当然,主动轮驱动汽车行驶时,前轮(从动轮)受到车身向前的推力,前轮与路面的接触点相对于路面
有向前运动趋势,因此前轮所受摩擦力方向是向后的,与汽车行驶方向
相反。
例2,如图2为皮带传送装置示意图,物体G 置于传带上,并随
传送带一起向上匀速运动,物体在向上运动的过程中,受到了传送带向上的摩擦力,这个摩擦力正是物体向上运动的动力,与物体的运动方向
一致。
例3,体重500 N 的吴力同学用双手握住竖直的竹竿匀速上攀如
图3,他所受的摩擦力( )A .等于500 N ,方向向下 B .等于500
N ,方向向上C .大于500 N ,方向向下 D .大于500 N ,方向向上。
人爬杆时,人所受的摩擦和重力是一对平衡力,大小相等,方向相反。
所以正确答案为B 。
【问题三】压力大则摩擦力大
分析:致错原因是将滑动摩擦力和静摩擦力大小的影响因素混为一谈。
压力大小的确会影响滑动摩擦力大小,但并不影响静摩擦力大小(最大静摩擦力除外)。
例如,用手握住酒瓶颈部使酒瓶不致下滑,倘若增大手对酒瓶的握力(压力),只要酒瓶重力未变,手对酒瓶向上的静摩擦力的大小也就不变(增大手对酒瓶的压力,只会增大手与酒瓶间的最大静摩擦力)。
况且,即便是滑动摩擦力,也应在接触面粗糙程度相同情况下,压力越大,摩擦力才越大。
【问题三】摩擦力总是有害无益的
分析:这种认识是片面的。
不错,摩擦力的确有不利的一面,例如,机器工作时,运动的部件要产生摩擦,这种摩擦既耗费动力,又磨损机器。
因此,对有害摩擦应设法减小,如机器的轴上安装滚动轴承、加润滑油等。
然而,摩擦力也有有益的一面,例如,人走路,后脚向后蹬地时,相对于地面有向后趋势,地面便对后脚产生一个向前的静摩擦力,正是这个静摩擦力,才是脚向前行走的动力。
所以人走路靠的就是摩擦,汽车制动后慢慢停下来,也是利用轮胎与地面间的摩擦。
同学们不妨设想:没有摩擦的世界将会怎样。
所以,对有益摩
图1
擦要设法增大,如鞋底、车胎刻有花纹等。
【问题四】摩擦力总是阻碍物体的运动
分析:造成这种错误认识的根源在于把“阻碍物体的相对运动”与“阻碍物体的运动”相混淆。
从力的作用效果上看,摩擦力总是阻碍物体的相对运动,但它可以成为动力也可以成为阻力,应该视具体情况而定。
比如在水平公路上行驶的车受到的摩擦力是阻力,它阻碍了车向前的运动,而人走路时却正是由于静摩擦力的作用才能向前走,此时静摩擦力对于人来说是动力,同时这个力又阻碍了人的脚相对于地面向后滑动。
总之,在分析摩擦力大小时,应根据滑动摩擦力的大小只与压力的大小和接触面的粗糙程度有关,与物体的速度、物体所受拉力大小等因素无关判定。
根据物体受力处于静止状态或匀速直线运动状态时它所受的力必为平衡力,来确定物体是否受到摩擦力,以及所受到的摩擦力的大小和方向。