如何判断静摩擦力的方向与大小？如何判断静摩擦力的方向与大小？.doc

如何计算摩擦力的大小和判断摩擦力的方向？ 　　本报记者? 李位华　　高中物理教学中“物体的受力分析”是物理学中的难点，在三种性质的力中，“弹力”、“摩擦力”属于高考热点，而摩擦力大小的计算和方向的判断是每年高考必考内容之一，对物体的受力分析恰恰又是高一学生学习的难点。为此，遵义市桐梓县木瓜中学的江君权老师结合自己多年的教学经验总结出学生在学习摩擦力中容易出现的思维误区，并提出避免陷入这些误区的办法供同学们参考：　　误区之一：　　摩擦力的方向总与物体的运动方向相反　　解决办法：正确理解“摩擦力的方向总与物体的相对运动或相对运动趋势的方向相反”中的“相对运动”。相互作用的物体，把其中一个作为参考系，另一个作为研究对象，则研究对象相对于该参考系的运动，即为“相对运动”。　　例题简析：如图1，在光滑水平面上有一静止的长木板B，另一木块A以一定的初速度v滑上表面粗糙的长木板，此时木块A受到的摩擦力与其运动方向（相对地面）相反，而木板B受到的摩擦力则与其运动方向（相对地面）相同。但二者受到的摩擦力均与其相对运动（以相互作用的另一物体为参考系）方向相反。　　误区之二：　　摩擦力的方向总是与物体的运动方向在同一条直线上　　解决办法：正确理解“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。”　　例题简析：如图2，一小物块放在水平粗糙圆盘上，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，所以物块所受的静摩擦力方向沿径向指向转轴，即物块所需的向心力。显然，物块所受的摩擦力（沿沿径）与物块运动方向（沿切向）不在同一条直线上。　　误区之三：　　摩擦力总是阻力，或者说总是阻碍物体的运动　　解决办法：正确理解“摩擦力的作用效果是阻碍物体间的相对运动（滑动摩擦力）或阻碍物体间的相对运动趋势（静摩擦力），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。”　　例题简析：如图1中木块A受到的摩擦力为阻力，而木板受到的摩擦力为动力。见图3，汽车启动时，后轮受的摩擦力为动力，而前轮受到的摩擦力为阻力。　　误区之四：　　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　　解决办法：正确理解“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，而是以地面或者相对地面静止的物体作为参考系，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；运动的物体可能受到滑动摩擦力，也可能受到静摩擦力。”　　例题简析：如图4，两物体A，B叠放在粗糙斜面上，用力F拉着B，使物体A，B一起无相对运动地沿斜面向上运动。此时，A具有相对B向下运动的趋势，所以A，B之间总存在着相互作用的静摩擦力，而物体B相对斜面滑动，静止的斜面又受滑动摩擦力作用。可见，静止的物体不一定只受静摩擦力，运动的物体也不一定只受滑动摩擦力。　　误区之五：　　沿粗糙水平面相对滑动的物体一定受到摩擦力　　解决办法：正确理解“摩擦力产生条件——正压力”。若两物体相互接触，但不挤压，不存在正压力，则物体不一定受到摩擦力。　　例题简析：如图,5，在绝缘粗糙水平面上有一带电量为+q的物体，水平面处在竖直向上的匀强电场中，若E=mg/q,且物体以一定速度v向左滑动，则物体对水平面的压力为FN=mg-Eq=mg-mg=0,所以物体与水平面之间无摩擦。　　误区之六：　　由F=μFN计算时，认为正压力FN的大小等于物体所受的重力　　解决办法1：正确理解“正压力FN”。正压力属于弹力，方向总垂直于接触面并指向受力物体，一般情况下正压力和重力并不相等，只有在一些特殊情况下才相等。　　例题简析1：如图6，沿粗糙斜面滑动的物块，所受的摩擦力的大小由动摩擦因数μ和物体对斜面的压力（重力沿垂直斜面向下的分力F2=mgcosθ）决定，并不等于物体的重力。　　解决办法2：正确理解：公式F=μFN。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，但静摩擦力则由平衡条件和牛顿运动定律来确定。　　例题简析2：用手紧握瓶子等物体，使其在空中处于静止状态，则手与瓶子等物体间的静摩擦力大小总等于物体重力的大小，与正压力无关。　　误区之七：　　接触面积越大，滑动摩擦力越大　　解决办法：正确理解“F=μFN”的物理意义。滑动摩擦力的大小只由μ和FN决定，与接触面积的大小没有关系。这是因为接触面的大小并不能改变两个物体间的动摩擦因数和正压力。当然，在正压力一定的情况下，接触面的大小直接影响受力面上的压强大小。　　例题简析：如图7，一块长L，质量为m的均匀木板，放在水平桌面上，木板与桌面间的动摩擦因数为μ。当木板受到水平推力向右运动伸出桌面的1/3时，木板