高中物理“摩擦力”问题的几个复习要点

龚财

【摘要】摩擦力作为高一物理教学的重要部分，是指作为物体接触面间阻碍相对运动或相对运动趋势的力，在日常生活中无处不在，是理解更复杂物理现象的基础.本文基于核心素养的指引，分别呈现摩擦力产生的条件、静摩擦力、判断滑动摩擦力方向、动摩擦因数问题、滑动摩擦力与拉力5种题型，希望对学生的学习提供参考.

【关键词】高中物理；
摩擦力；
解题策略

1 摩擦力产生的条件

例1 两个物体相互接触，在它们的接触面间，下列说法正确的是（  ）

（A）有摩擦力一定有弹力.

（B）有弹力一定有摩擦力.

（C）弹力越大，摩擦力一定越大.

（D）摩擦力越大，弹力一定越大.

解析

弹力是由于物体之间的弹性形变而产生的力，即当两个物体相互挤压或拉伸时，它们之间会产生恢复原状的力，即弹力.而摩擦力的产生并不是单纯依赖于弹力的存在，而更多与接触面的粗糙度以及是否有相对运动或相对运动的趋势有关.因为摩擦力存在要求两物体接触且存在弹性形变，（A） 正确.而即使存在弹力，如果接触面光滑也可能没有摩擦力，（B） 错误.弹力与摩擦力大小并没有直接的、固定的量化关系，因为摩擦力的大小还受到其他因素（如接触面的粗糙程度、是否有相对运动等）的影响，故（C） 和（D） 错误.

2 静摩擦力的概念

例2 下列关于静摩擦力的说法正确的是（  ）

（A）只有静止的物体才受静摩擦力的作用.

（B）静摩擦力等于阻力.

（C）两个物体间的静摩擦力为定值.

（D）静摩擦力的方向与物体间相对运动的趋势方向相反.

解析

静摩擦力是物体在接触面上相对静止时所受到的一种力，以阻止物体滑动为主要特征.静摩擦力作用于试图相对滑动但尚未开始相对滑动的物体.即使物体本身不是完全静止的（它可能是在另一个正在移动的物体上），只要它们之间没有相对滑动，静摩擦力就可能存在，故（A）选项错误.静摩擦力特指接触面之间阻碍相对运动趋势的力，故（B）选项错误.静摩擦力并不是一个固定的值，它有一个最大值，且取决于两个表面的性质和它们之间的正压力.静摩擦力会根据外力的大小而改变，但不会超过这个最大值，故（C）选项错误.静摩擦力的方向总是与试图使物体相对移动的外力的方向相反，从而阻碍两个物体之间的相对滑动趋势，故（D）选项正确.

3 判断滑动摩擦力方向

例3 如图1所示，物体A在光滑的水平面上以速度v1向右运动，物体B在物体A的粗糙上表面以v2的速度向右运动，下列判断正确的是（  ）

（A）若v1=v2，A，B之间无摩擦力.

（B）若v1=v2，A受到了B所施加的向右的摩擦力.

（C）若v1>v2，A受到了B所施加的向右的滑动摩擦力.

（D）若v1

解析

若v1=v2，物体A，B相对于地面以相同速度向右运动，且两者之间没有相对速度，即二者之间没有相对运动，也就不会产生滑动摩擦力，故（A）正确、（B）错误.若v1>v2，B相对于A而言向左滑动，根据滑动摩擦力的方向总是与相对滑动的方向相反的原则，B会对A施加一个向左的滑动摩擦力，而非向右，故（C）错误.若v1

4 动摩擦因数问题

例4 如图2所示，质量为m的物体A与竖直墙壁接触，受到水平压力F作用时能保持沿墙面匀速下滑，若物体A与墙面的动摩擦因数为μ，那以下选项中正确的是（  ）

（A）F＜mg.   （B）F＞mg.

（C）F=mg. （D）无法确定.

解析

由于物体A沿着竖直墙壁匀速下滑，可以推断出物体A在竖直方向上的受力处于平衡状态.在这个方向上，物体A主要受到两个力的作用：重力mg（向下）和墙面对物体A的摩擦力（向上）.由于物体是匀速下滑的，这意味着重力mg和摩擦力大小相等，方向相反.可知μF=mg.因μ＜1，故F＞mg，因此（B）选项正确.

5 滑动摩擦力与拉力

例5 将一张A4纸夹在英汉字典内，英汉字典的质量为1.2kg，共902页，A4纸夹在第600页与601页之间，已知A4纸与书内纸张之间的动摩擦因数为0.4，重力加速度g取 10m/s2，要把A4纸从书中拉出，拉力至少应为（  ）

（A）6.4N. （B）3.2N.

（C）9.6N. （D）4.8N.

解析

英汉字典共有902页，因此当A4纸夹在第600页和601页之间时，意味着有600页的纸张对A4纸产生压力.由于字典的总质量为1.2kg，我们可以根据页数比例来计算压在A4纸上的字典部分的质量，即m=600902×1.2kg=0.8kg.这部分质量造成的重力即为压力N，根据g=10m/s2，可知N=G=mg=0.8×10N=8N.因为A4纸同时与上下两部分纸张接触，所以两面的摩擦力都需要考虑.每一面产生的摩擦力为f，总摩擦力即为两倍单面摩擦力，即从英汉字典中拉出一张A4纸所需的最小拉力f=2μN=6.4N，故选（A）.

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