摩擦力探微|摩擦力公式

  在三种基本性质的力当中,摩擦力既是重点,又是难点,在学习过程中很容易产生错误认识,对摩擦力的概念理解不透。为了解决在认识上的一些误区,下面分别加以说明:�   
  1受静摩擦力的物体一定静止吗?�
  
  物体是否受到静摩擦力,与物体处于静止还是运动状态没有关系,关键是物体相对于其接触的物体是否静止,比如皮带传送机把货物运往高处,物体是运动的,但相对皮带没有滑动,受到的是静摩擦力。其实生活中很多运动的物体都受到静摩擦力的作用,一个人端着一杯水走路,杯子受到手的静摩擦力;人走路时受到地面的静摩擦力;站在起动的火车上的人受到车厢底板的静摩擦力;拔河比赛时受到的静摩擦力等。�
  
  2受滑动摩擦力物体一定运动吗?�
  
  滑动摩擦力一定是发生在两个相对滑动的物体之间,涉及到的两个物体只要是相对运动就可以,所以可能其中有一个物体相对与参考系是静止的。例如:在地面上去拉一张桌子,桌子被拉动,则桌子和地面之间存在滑动摩擦力,虽然此时地面是静止的。�
  
  3摩擦力一定是阻力吗?�
  
  摩擦力总是阻碍物体间的相对运动,而不一定阻碍物体的运动,像上面实例中皮带传送机上的货物,站在起动的火车的人受到的静摩擦力都是动力,同时它阻碍了货物相对皮带、人相对车厢的滑动。�
  有些摩擦力阻碍物体的运动,但也有一些摩擦力却是物体在运动过程中的动力。如人在加速跑步时,汽车加速前进时,由于人的脚或车轮(主动轮)与地面接触时相对静止,但有向后运动的趋势,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。�
  不管是静摩擦力还是动摩擦力,都可以是阻力,也可以是动力。�
  
  4滑动摩擦力的方向一定和运动方向相反吗?�
  
  滑动摩擦力的方向与物体运动方向相反的例子是很多的,但这个说法并不正确。如图1,长木板A上放一木块B,当A突然获得速度向右运动时,B也随着向右运动,同时B相对于A向左滑动。显然,B物体的运动方向是向右的,但它相对于A滑动的方向却是向左的,B受到滑动摩擦力方向是向右的,与B的运动方向相同,应明确的是“滑动摩擦力的方向总是和物体相对运动方向相反”。�
  
  判断摩擦力方向时一定要明确“相对”的含义。“相对”既不是“对”地,也不是“对”观察者,“相对”的是跟它接触的物体。�
  
  5有外力作用才会有静摩擦力吗?�
  
  产生摩擦力的原因是因为物体受到不为零的沿接触面方向的外力作用,这种情况确实存在。如图2,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方向静摩擦力的作用,但以此认为沿接触面的外力是产生静摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。如图3,放在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物,在传送带加速时或减速时,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到除静摩擦力以外的其他外力的作用,而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。可见,相对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。�
  
  
  6静摩擦力一定比滑动摩擦力小吗?�
  
  静摩擦力的大小受外部条件的影响,当外力情况变化时静摩擦力也会相应变化,它的大小介于0和最大静摩擦力之间。而最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大,因此,静摩擦力不一定比滑动摩擦力小。不过通常情况下取最大静摩擦力等于其滑动摩擦力。�
  
  7静摩擦力的方向一定与运动方向共线吗?�
  
  通过若干实例分析,似乎可得结论:静摩擦力的方向可能与运动方向相同,也可能与运动方向相反,但与运动方向必共线。此结论是错误的。如图4,A、B共同向右加速时,A对B的静摩擦力方向竖直向下,与运动方向垂直。如图5,A、B共同向右加速时,A对B的静摩擦力方向沿斜面向上、向下或为零都可能,与运动方向都不共线。�
  
  
  8静摩擦力的判断,一定只根据定义吗?�
  
  静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,但“趋势”不容易直接观察到。我们可以假设接触面光滑,让其运动,其运动方向既是“趋势”方向,也可以根据所处的状态,根据平衡条件或牛顿运动定律,计算出静摩擦力来。�
  
  9摩擦力一定越小越好吗?�
  
  摩擦力有不利的一面,例如一些转动装置,总是希望摩擦力越小越好,为此,我们将这些部分做得很光滑,同时加上一些轴承以减小摩擦。由于静摩擦力的存在,鞋子磨破,自行车轮胎的花纹也磨平了等等,似乎摩擦力越小越好。实际未必尽然,摩擦力也有有利的或不可缺少的一面,没有鞋子和地面的摩擦力,我们就无法行走。�
  摩擦力是个难点,其实摩擦力也是一种力,也遵循力的一般规律,不能因为“摩擦”而模糊了我们的眼睛,也不能凭空设想而臆下断言。

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