熟悉又陌生的摩擦力

陈利

摩擦力听起来非常熟悉，且在生活中随处可见，但你真正理解摩擦力吗？

摩擦力的产生

两个互相接触的物体。当它们之间发生相对运动或有相对运动趋势时。在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力，这种力就叫作摩擦力（f）。

摩擦力产生的条件：①两个物体直接接触；②两接触面间有相互挤压；③接触面都粗糙；④两物体有相对运动或者相对运动趋势。这四个条件必须同时具备，才能产生摩擦力。

摩擦力是接触力。分布在一个平面上，但其存在一个等效作用点，为了研究方便，一般把摩擦力的作用点取在物体的重心上。

运动的物体可能不受摩擦力。如物体A在水平传送带上与传送带一起向右匀速运动（如图1），物体相对于传送带是静止的，物体与传送带之间没有发生相对运动或相对运动趋势，所以物体A不受摩擦力。静止的物体可能受到摩擦力作用。如手握酒瓶静止时。酒瓶由于受到重力的作用，有向下落向地面的趋势，所以手要对酒瓶施加一个与其相对运动趋势相反的力，即竖直向上的摩擦力。

倒1 下列说法正确的是（不考虑空气阻力）（ ）。

A.沿粗糙的竖直墙面下滑的物体一定受到摩擦力的作用

B.木块竖立在小车上。随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动。木块受到摩擦力的作用

C.超导磁悬浮列车高速运行时。车体悬浮于轨道之上使得二者不接触。因此不产生摩擦力

D.相互接触的物体发生相对运动时。一定会产生摩擦力

解析：物体沿粗糙的竖直墙面下滑。物体与墙壁之间有相对运动。但物体与墙壁之间不一定有相互挤压作用。所以不一定产生摩擦力，A错；木块随小车一起以相同的速度向右做匀速直线运动，木块相对于小车处于静止状态，既没有相对运动，也没有相对运动趋势，故不产生摩擦力，B错；磁悬浮列车高速运行时车体悬浮于轨道之上，不与轨道接触，因此不产生摩擦力，C正确：相互接触的物体间不一定发生相互挤压。且接触面也不一定粗糙，所以不一定产生摩擦力。D错。

答案：C

摩擦力的分类

摩擦力分为滑动摩擦力、滚动摩擦力和静摩擦力。两个相互接触的物体。当它们相对滑动时。在接触面上会产生一种阻碍物体相对运动的力。这种力叫滑动摩擦力：一个物体在另一物体表面上滚动时产生的摩擦力。叫滚动摩擦力：若两个物体相互接触且相互挤压。在外力作用下只具有相对运动趋势，而又未发生相对运动。保持相对静止。则它们接触面之间出现的阻碍发生相对运动的力。叫作静摩擦力。即存在相对运动趋势的两个物体间的摩擦力为静摩擦力。

摩擦力的方向

摩擦力的作用效果总是阻碍物体的相对运动（或相对运动趋势），故摩擦力的方向与物体的相对运动（或相对运动趋势）的方向相反。需要注意的是。摩擦力的方向不一定与物体的运动方向相反。摩擦力也不一定都是阻碍物体运动的。

判断摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义。“相对”既不是对地。也不是对观察者。而是对和它接触的物体而言的。物体的相对运动（或相对运动趋势）的方向是以相互摩擦的另外一个物体做参照物来确定的。而“物体的运动方向”一般是以地面为参照物确定的。决不能把“物体的相对运动（或相对运动趋势）方向”与“物体的运动方向”混为一谈。如图2。用传送带向上输送物体，在货物随着传送带向上运动过程中。货物相对于传送带会向下运动或有向下运动的趋势。此时货物受到的摩擦力方向沿传送带向上，与传送带及货物运动方向相同，且是使货物向上运动的动力。但在站在地上的人看来，物体向上运动。如果认为摩擦力方向沿传送带向下就错了。

例2 冰壶运动员的鞋底一只是塑料的。另一只是橡胶的。运动员滑行时，橡胶底的鞋比塑料底的鞋受到的摩擦力大。如图3是运动员用b脚蹬冰面后。只用a脚向右滑行，可以确定的是（ ）。

A.滑行时冰对a鞋的摩擦力向右

B.蹬冰时冰对b鞋的摩擦力向左

C.a鞋底是橡胶的，会滑得更远

D.a鞋底是塑料的。会滑得更远

解析：冰壶运动员只用a脚向右滑行，a脚相对于冰面向右滑动。所以冰对a鞋的摩擦力向左，A错；运动员用b脚蹬冰面时，依靠冰面对b脚的静摩擦力来获得前进的动力。b脚蹬冰面时相对于冰面有向左运动的趋势。由于静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反，所以冰对b鞋的摩擦力向右，B错；橡胶鞋底比塑料鞋底更粗糙，其他条件相同时，塑料的。鞋底受到摩擦力较小，所以a鞋底是塑料的。会滑得更远，故C错，D正确。

答案：D

摩擦力的大小

初中阶段，摩擦力的大小主要是根据二力平衡条件求解。另外，要注意，滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力越大，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大；滑动摩擦力的大小与接触面的面积和物体的运动速度无关。

例3 （2015·泸州）如图4所示。水平桌面的右端固定一定滑轮。轻质小盘通过一根绕过定滑轮的细绳与桌面上重为4N的木块相连，当小盘内放有重为0.5N的砝码时，木块保持静止状态。这时木块受到的摩擦力大小为——N；当小盘内放有重为0.6N的砝码时，木块正好做匀速直线运动。当小盘内放上重为0.7N的砝码时，木块受到的摩擦力大小为__N，木块的运动状态__（填“会”或“不会”）发生改变（不计绳重及绳与滑轮的摩擦）。

解析：当小盘内放有重为0.5N的砝码时。砝码盘对木块的拉力为0.5N，木块保持静止状态，木块受到的摩擦力为静摩擦力。大小等于拉力，则f=F=0.5N。当小盘内放有重为0.6N的砝码时，砝码盘对木块的拉力为0.6N，木块正好做匀速直线运动。此时木块受到的摩擦力为滑动摩擦力，摩擦力与拉力是平衡力，则f=F=0.6N，当小盘内放上重为0.7N的砝码时，砝码盘对木块的拉力为0.7N，由于压力和接触面的粗糙程度不变。所以木块受到的滑动摩擦力不变。仍为0.6N。此时由于拉力大于摩擦力，木块受的力为非平衡力，木块的运动状态会发生改变。

答案：0.5 0.6 会

学即用，练一练：

1.小明在家里做“筷子提米”实验：将纸杯里装满米。压紧后插入一根筷子，慢慢地把装米的纸杯提了起来。如图5。

（1）实验中，将米和杯子提起来的力是摩擦力，这个力的施力物体是__，方向__。

（2）这种摩擦是一种__（填“滑动”“滚动”或“静”）摩擦。

2.（2015·德阳）如图6甲所示。相同的两物块A、B叠放在水平面上。在20N的水平推力F1的作用下一起做匀速直线运动。此时物块A所受的摩擦力为__N。若将A、B物块按图6乙所示紧靠放在水平桌面上，用水平力F2推A，使它们一起做匀速直线运动，则推力F2=__N_

参考答案：1.（1）筷子 竖直向上 （2）静2.0 20

责任编辑 程哲