“摩擦力”难点分析

“摩擦力”难点分析

在初中物理知识中，力学部分是重点也是难点.摩擦力方面的问题是力学中的难点.学生在摩擦力的有无、大小、方向上极易发生错误.下面就这三方面举例分析说明.

一、难判断摩擦力有无

例1如图1，物体M随水平传送带一起做匀速直线运动，不考虑空气阻力，画出此过程中物体M受力示意图.

分析：要判断一个物体是否受摩擦力，我们应该从摩擦力的条件入手.摩擦力条件：（1）两个物体相互挤压，即两物体间有弹力；（2）接触面不光滑；（3）物体有相对运动趋势或发生相对运动.在例题1中，学生会错误地认为物体相互接触、有压力、表面不光滑、有运动，会画出水平方向的力.学生在分析中没有注意到摩擦力的条件是相对运动或相对运动趋势而不是运动.判断物体是否发生相对运动趋势是学生解题的难点.我们要判断物体是否发生相对运动趋势可以假设此物体与另外一物体之间无摩擦，看该物体相对于另外一物体是否有要滑动的趋势，若没有，则无相对运动的趋势，反之则有相对运动的趋势.在例1中，虽然物体是运动的，但它与水平运动的传送带一起做匀速直线运动，假设此时物体与传送带之间无摩擦，物体与传送带仍保持相对静止，它与传送带之间并无要滑动的趋势，所以物体在水平方向上是不受摩擦力的.

二、难判断摩擦力大小

摩擦力大小易错有三类情况，一类是不同方向上的力干扰摩擦力大小的判断；二类是接触面粗糙程度不同影响摩擦力大小的判断；三类是拉力大小改变时滑动摩擦力大小是否改变的情况.

例2（1）用力F=40 N，压住一重10 N的木块，如图2所示，当木块沿竖直方向匀速下滑时，木块受到的摩擦力的大小是.

分析：学生在解题时容易把F=40 N当作是与摩擦力平衡的力.木块在竖直方向上做匀速直线运动，根据平衡力知识.物体受到的重力和滑动摩擦力是平衡力.所以滑动摩擦力应该等于重力的大小，即为10 N，而不是40 N.

例3甲乙两同学体重相等，一次体育课上，甲同学以速度0.2 m/s沿竖直的竹竿匀速往上爬，乙同学以速度0.3 m/s的速度沿竖直的绳子往上爬，则甲同学受到的摩擦力

乙同学受到的摩擦力.（选填“大于”、“等于”或“小于”）.

分析：学生会误认为绳子表面比竹竿表面粗糙，所以认定爬绳子的乙同学受到的摩擦力大.实际上两个人都是匀速往上爬的，人在竖直方向上都是受的平衡力，即各自受的摩擦力大小等于各自受到的重力的大小.因两人体重相等，他们受到的摩擦力应该是相等的.实质上他们所不同的是竹竿的表面没有绳子的表面粗糙，要产生同样的摩擦力，对竹竿的压力要更大些，即甲同学爬竹竿时手握竹竿要紧些.

例4用弹簧测力计在水平方向拉动水平地面上的物体做匀速直线运动，此时弹簧测力计的示数为5 N，当它的示数为4 N时，物体运动时受到的摩擦力大小是（ ）

（A） 4 N （B） 1 N （

分析：如图3，物体在水平方向上受拉力和滑动摩擦力，因为开始做匀速直线运动，根据二力平衡知识知道拉力等于摩擦力，即此时摩擦力为5 N.当拉力由5 N变为4 N时，学生易误认为摩擦力始终等于拉力，拉力变为4 N了，摩擦力也变成了4 N.而实际上，滑动摩擦力大小只与接触面粗糙程度和压力大小有关，只要这两个因素不变，滑动摩擦力大小就不变.拉力由5 N变成4 N，实质上是物体在水平方向上不在受平衡力，物体不再处于平衡状态，即不再保持匀速直线运动了.

三、难判断摩擦力的方向

例5一名中学生正脚踩着自行车在平直的公路上向左行驶（如图4所示） ，则该学生自行车的前轮和后轮所受到的摩擦力方向分别向哪儿？若现在他停止踩，而让自行车靠自身的惯性向前滑行，这时自行车前轮和后轮受到的`摩擦力方向向哪儿？

分析：大多同学会误认为摩擦力的方向与物体的运动方向都是相反的.我觉得解释这类问题仍然是假设物体与另一物体之间无摩擦，看该物体相对于另一物体是否有要滑动的趋势，先判断出物体间是否有相对运动的趋势，然后再根据摩擦力不是阻碍物体的运动而是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势，即摩擦力方向与相对运动或相对运动趋势的方向相反，确定出摩擦力的方向.例5中当自行车在被踩时，后轮是主动轮，提供动力，假设后轮不受摩擦力，后轮跟地面接触点有相对于地面向后的运动，所以后轮受到的摩擦力方向向前.前轮是从动轮，假设不受摩擦力时，前轮跟地面接触点相对于地面向前运动，所以前轮受到的摩擦力向后.当停止踩，而让自行车靠自身的惯性前进，前轮后轮在假设没有摩擦力的情况下都有相对于地面向前运动，所以此时受到的摩擦力方向都向后.

总之，摩擦力方向可能与物体运动方向相反，也可能与物体运动的方向相同，但一定是与物体相对运动的方向相反.同时，摩擦力有可能是阻力也有可能是动力.