趙文華
摩擦力是力學(xué)中常見(jiàn)的三種性質(zhì)力之一.它的大小和方向都具有不定性.因此,我們對(duì)摩擦力的理解常常會(huì)產(chǎn)生這樣或那樣的誤區(qū),本文通過(guò)舉例來(lái)分析說(shuō)明摩擦力常見(jiàn)的誤區(qū),希望能糾正對(duì)摩擦力的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí),并正確的掌握好摩擦力.
一、認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面積大小、物體速度大小有關(guān)
例1 一塊質(zhì)量均勻分布的長(zhǎng)方體木塊按如圖1甲、乙、丙所示的三種方式在同一水平面上運(yùn)動(dòng),其中甲圖中木塊做勻速運(yùn)動(dòng),乙圖中木塊做勻加速運(yùn)動(dòng),丙圖中木塊側(cè)立在水平面上做與甲圖相同的運(yùn)動(dòng),則下列關(guān)于甲、乙、丙三圖中木塊所受滑動(dòng)摩擦力大小關(guān)系的判斷正確的是 ()
誤區(qū)警示:認(rèn)為圖乙中物體加速運(yùn)動(dòng),摩擦力就大,錯(cuò)選B.認(rèn)為接觸面積大,滑動(dòng)摩擦力就大,誤選D.
正確解析:根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式Ff=μFN知,滑動(dòng)摩擦力的大小與接觸面的大小無(wú)關(guān),與運(yùn)動(dòng)狀態(tài)也無(wú)關(guān),故C選項(xiàng)正確.
正本清源:在計(jì)算摩擦力時(shí)首先要分清是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力.
(1)滑動(dòng)摩擦力由公式Ff=μFN計(jì)算,應(yīng)用此公式時(shí)要注意以下兩點(diǎn):
①μ為動(dòng)摩擦因數(shù),其大小與接觸面的材料、表面的粗糙程度有關(guān);FN為兩接觸面間的正壓力,其大小不一定等于物體的重力.
②滑動(dòng)摩擦力的大小與物體的運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),與接觸面積的大小無(wú)關(guān).
(2)靜摩擦力的計(jì)算:它的大小和方向跟產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力密切相關(guān),跟接觸面相互擠壓力FN無(wú)直接關(guān)系.因此它具有大小、方向的可變性,變化性強(qiáng)是它的特點(diǎn).對(duì)具體問(wèn)題,要具體分析研究對(duì)象的運(yùn)動(dòng)狀態(tài),根據(jù)物體所處的狀態(tài)(平衡、加速等),由力的平衡條件或牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解.
二、不能認(rèn)識(shí)到摩擦力性質(zhì)、方向、大小會(huì)發(fā)生突變而產(chǎn)生錯(cuò)誤
例2 物體A的質(zhì)量為1 kg,置于水平地面上,物體與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.從t=0時(shí)刻開(kāi)始,物體以一定初速度V0向右滑行的同時(shí),受到一個(gè)水平向左、大小恒為F0=1 N的作用力.則反映物體受到的摩擦力Ff隨時(shí)間變化的圖象是(取向右為正方向) ()
誤區(qū)警示:誤認(rèn)為物體減速到零后,再反向加速,而誤選B項(xiàng).
正確解析:物體在向右滑行時(shí),受到的是滑動(dòng)摩擦力,F(xiàn)f1 =μmg =2 N,方向向左.由于F0 =1 N