走出摩擦力的误区

金文强

误区1：认为滑动摩擦力的大小与接触面积及速度大小有关

滑动摩擦力的大小与压力的大小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。在一定范围内，滑动摩擦力的大小与接触面积的大小、速度的大小均无关。

例1 （2021·江苏·镇江）小华在水平桌面上用弹簧测力计探究影响滑动摩擦力大小的因素。在某次实验中，小华拉动木块在木板上运动，木块运动的路程-时间图象如图1所示，若用F1和F2分别表示0 ～ t1和t1 ～ t2时间内弹簧测力计的示数，则可判断F1 （填“ > ”、“=”或“<”）F2。

解析：根据路程-时间图象可知，虽然v[1] > v[2]，但是木块在水平方向上始终处于平衡状态，即F = f，因为滑动摩擦力大小与运动速度大小无关，所以F[1]= F[2]。

答案：=

误区2：认为摩擦力的方向一定与物体运动方向相反

摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反，同学们千万不能认为摩擦力的方向与物体的运动方向一定相反。摩擦力的方向有时会与物体的运动方向相同，此时摩擦力不再是阻力，而是动力。

一般对于较难判断的摩擦力方向，可以采用“假设法”，即假设物体不受摩擦力，想象物体的相对运动方向，此时摩擦力的方向与物体即将或正在相对运动的方向相反。如图2中判断甲、乙两把牙刷所受摩擦力的方向时，可以先假设水平面绝对光滑，牙刷不受摩擦力，此时甲中牙刷将相对水平面向左运动，所受摩擦力的方向与相对运动方向相反，即水平向右;乙中牙刷将相对水平面向右运动，所受摩擦力的方向与相对运动方向相反，即水平向左。

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甲                                               ;                             乙

圖2

例2 （2021·江苏·宿迁）兴趣小组利用生活用品探究摩擦力方向。如图3，鞋刷1固定在水平面上，向右缓慢拉动鞋刷2，下列对实验现象的描述或分析正确的是（ ）。

A. 鞋刷1的刷毛向左弯曲

B. 鞋刷1受到摩擦力的方向水平向右

C. 鞋刷2对鞋刷1的摩擦力大于鞋刷1对鞋刷2的摩擦力

D. 鞋刷2对鞋刷1的摩擦力和鞋刷1对鞋刷2的摩擦力是一对平衡力

解析：根据题意，在向右缓慢拉动鞋刷2时，可采用“假设法”，即鞋刷1与2之间绝对光滑，鞋刷2将相对鞋刷1水平向右运动，所受摩擦力方向与相对运动方向相反，即水平向左;同理分析，鞋刷1受到水平向右的摩擦力，且鞋刷2对鞋刷1的摩擦力与鞋刷1对鞋刷2的摩擦力是一对相互作用力，大小相等。

答案：B

例3 （2021·福建）小华在操场进行爬杆锻炼，在竖直杆上攀爬的过程中匀速向上运动时受到的摩擦力大小为f1，匀速向下运动时受到的摩擦力大小为f 2。若小华的自重为G，则（ ）。

A. f[1] = f[2] > G B. f[1] = f[2] < G

C. f[1] = f[2] = G D. f[1] > G > f[2]

解析：一般情况下，摩擦力阻碍物体的运动，是阻力，但是有时摩擦力也会成为动力，如脚走路、爬杆、爬绳等。本题中小华在爬杆锻炼时在竖直方向做匀速运动，即在竖直方向上处于平衡状态，因此，无论是匀速向上还是匀速向下，所受的摩擦力都等于本身重力。

答案：C

（作者单位：江苏省扬州市仪征市月塘中学）

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