理解摩擦力几种误区论文

理解摩擦力的几种误区

摩擦力是高中物理的重点内容，也是难点。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，不少学生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是：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，笔者根据学生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，运动物体只能受到滑动摩擦力。

摩擦力发生在相互接触并挤压的两个接触表面不光滑的物体之间，如果两物体之间存在相对运动，则有相互作用的滑动摩擦力，如果这两个物体相动静止，并存在相对运动趋势，则物体间有相互作用的静摩擦力，这里所指的“相对运动”是以相互作用的其中另外一个物体作为参考系，即相对另一个物体而言，该物体具有相对运动或相对运动趋势，并非以地面为参考系。因此，如果静止或运动的物体并不是以相互作用的另一个物体作为参考系，而是以地面为参考系（或别的物体作为参考系），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又叠放在粗糙斜面上，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和斜面间有相对运动，所以，物体b和斜面都受到相互的滑动摩擦力，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间受到摩擦力作用。

误区二摩擦力的方向总是物体的运动方向相反。

滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，静摩擦力方向总是与物体相对运动趋势方向相反，而并不一定与物体（相对地面）的实际运动方向相反，“运动”与“相对运动”是两个不同的概念，物体的运动一般指物体相对地面而言的，并非以相互作用的另一物体作为参照物，要明确知道“摩擦力的方向总是与物体相对（相互作用的另一物体参考系）运动方向或相对运动趋势方向相反”。

例2 在光滑水平面上有一静止的长木板，另一木块c以一定的初速度v滑上表面粗糙的长木板（如图2所示），此时木块c与木板间的摩擦力与其（相对地面的）运动方向相反，而木板所受到的摩擦力则与其（相对地面的）运动方向相反，而木板所受到摩擦力均与其相对（以相互作用的另一物体为参考系）运动方向相反。误区三沿粗糙水平相对滑动的物体一定受到摩擦力。

产生摩擦力的条件之一就是物体间有相互挤压，即存在相互作用的正压力。若无此条件，则物体不一定受到摩擦力作用。

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，若场强e=mg/q，且物体以一定的速度v向右滑动，则物体对水平面的压力为fn=mg—eq=mg—mg=0，故物体与水平面之间无摩擦力。

误区四摩擦力的方向总是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接触面的切线方向，且与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反，但不一定与物体的运动方向在同一条直线上。

例4 如图4所示，一小物块放在水平粗糙的圆盘上，与圆盘一起做匀速转动，物块相对圆盘具有沿径向向外运动的趋势，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）。

误区五摩擦力总是阻力，或者说总是阻碍物体的运动。

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，摩擦力可以是阻力，也可以是动力。

例5 人行走时，人与地面间的摩擦力对人来说是动力。

在本文例2中，木块c所受到的摩擦力是阻力，而木板所受到的摩擦力则是动力。

误区六压力越大，摩擦力越大。

由公式f=ufn可知，滑动摩擦力与正压力成正比，正压力越大，滑动摩擦力越大；最大静摩擦力也是与正压力成正比，但静摩擦力

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确定。

例6 用手握紧瓶子、木棒等物体，使其在空中处于静止状态，则手与握物体间的静摩擦力大小总是等于重力的大小。

误区七计算滑动摩擦力时，f=ufn中的正压力的大小就等于物体所受的重力的大小。

压力是根据作用效果命名的一种力，其方向总与接触面垂直并指向受力物体，即属于弹力，重力方向始终是竖直向下的。一般情况下两者大小不相等，只有在一些特殊情况时才相等。

例7 沿粗糙斜面滑动的物体，所受摩擦力的大小由动摩擦因素u 和物体对斜面的压力决定，而物体对斜面的压力大小等于物体所受重力沿垂直斜面方向上的分力大小。

误区八接触面积越大，滑动摩擦力越大。

根据f=ufn，滑动摩擦力的大小只由ufn决定，与物体的运动状态和接触面积的大小无关，滑动摩擦力的大小与接触面的面积无关，是因为接触面积的大小并不能改变两个物体间的动摩擦因数和两物体间的正压力fn，故两物体间的滑动摩擦力不变（当正压力fn不变时，接触面积的大小只能改变受力面上压强的大小）。

误区九最大静摩擦力总是等于滑动摩擦力

最大静摩擦力就是静摩擦力的最大值，它比滑动摩擦力应稍大些，在某些问题中为是为了简化问题，一般认为二者近似相等。误区十静摩擦力不做功，而滑动摩擦力做负功。

摩擦力是否对物体做功决定于物体所受的摩擦力大小，位移大小以及摩擦力方向与位移方向之间的夹角，并且位移是指物体相对惯性参考系或地面而言的。若位移方向与力的方向垂直，则不做功。否则就做功，若位移方向与力的方向之间的夹角为锐角，则摩擦力做正功。

例8 如图5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物体运动方向相同，做正功，若物体与传送带一起以加速度a(a＜gsinθ)

沿传送带一起以加速度运动时，物体所受滑动的静摩擦力方向向上，做负功。

例9 用力拉一物体在粗糙的地面上运动时，地面所受的滑动摩擦力对粗糙地面不做功。

在例2中，木块c所受滑动摩擦力对物体c做负功，而木板所受的滑动摩擦力则对木板做正功。

综上所述可知：摩擦力对物体可以不做功、做正功或做负功。

误区十一一对摩擦力做功之和一定为零

对于一定相互作用的静摩擦力来说，大小相等，方向相反，作用在两个相对静止的物体上，这两个物体的位移始终相同，故所做之功之和为零，而一对滑动摩擦力，虽然大小相等，方向相反，但是两个物体有相对运动，其位移一定不同，二力做功之和虽然不为零，又因能量守恒，摩擦生热，故二力做功之和必然为负值，由此可见，一对静摩擦力做功之和总为零，一对滑动摩擦力做功之和总