关于摩擦力认识的几个误区

1 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。可以设想一下，若人或车在光滑的水平面上时，能加速运

图1

图2

N v

f

(a) (b)

图3、

N v a f f mg mg (a) (b) (c) 图3、

图5 图4

2 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！

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0

Ｏ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。

图8