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走出摩擦力的十大误区  

2015-05-04 11:11:36|  分类: 素材新8下7,8 |  标签: |举报 |字号 订阅

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误区一:运动的物体间一定有摩擦力,静止的物体间不存在摩擦力

若两物体接触面是光滑的,则两物体间不论怎样运动,都不会有摩擦力存在。若两物体间接触面不光滑,如图所示:

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  ①

若物体AB均相对地面静止,则AB之间没有摩擦力;但B与地面间虽然静止却有相对运动的趋势,所以存在与F等值反向的静摩擦力。AB做匀速直线运动,则AB虽都在运动,但因AB间无相对运动或相对运动趋势,故没有摩擦力;而B与地面间有相对运动,故存在滑动摩擦力。若在力F的作用下AB一起做变速运动,则AB均处于运动状态,且AB之间有相对运动趋势,故存在静摩擦力;而B与地面之间有相对运动,故存在滑动摩擦力。看来摩擦力是否存在与运动和静止无关,而是与相对运动或相对运动趋势的存在有关。

误区二:有弹力就有摩擦力,有摩擦力就有弹力

从产生摩擦力的条件可知:有弹力存在仅仅是产生摩擦力的一个条件,故虽有弹力存在,但两物体间若没有相对运动或相对运动的趋势时,则不会产生摩擦力。反之,若两物体间有摩擦力,则一定满足产生弹力的两个条件:(1)两物体接触;(2)有相互挤压,所以一定有弹力。故弹力和摩擦力之间的关系应理解为有摩擦力时一定有弹力,但有弹力时不一定有摩擦力

误区三:只有运动的物体才会受到滑动摩擦力作用

滑动摩擦力产生在两个相对运动的物体之间,与物体本身是否运动没有关系。虽然常见的滑动摩擦力多发生在运动的物体上,但静止的物体照样能产生滑动摩擦力。如图所示,一物体在桌面上滑行,物体和一桌面之间发生了相对运动,均受到对方对自己的滑动摩擦力作用,但物体是运动的,而桌面却是静止的,桌面却受到了滑动摩擦力。看来静止的物体可以受到滑动摩擦力。

                         

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误区四:只有静止的物体才会受到静摩擦力的作用

静摩擦力产生在两个有相对运动趋势的物体之间,故两物体间应保持相对静止。但相对于地面,物体有可能是运动的,也有可能是静止的。看来运动的物体可以受到静摩擦力。

误区五:摩擦力的大小一定与正压力成正比

若摩擦力是滑动摩擦力,根据fμN可知,两物体间的滑动摩擦力确实与正压力成正比。但对静摩擦力而言,它是一个被动力,随着使物体产生相对运动趋势的外力的变化而变化,与正压力大小无关,正压力只可影响最大静摩擦力的大小。如图所示,用一力FN将质量为M的物体压在竖直墙壁上,不管正压力FN怎样变化,物体与墙壁之间的静摩擦力大小总是等于Mg,与FN大小无关。故在计算摩擦力时,应先分清是滑动摩擦力还是静摩擦力。


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误区六:摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反

摩擦力的方向应与相对运动相对运动趋势的方向相反,与物体的运动方向有可能相反也有可能相同。如图所示,(1)当汽车加速前进时,若木箱相对于车静止,则木箱受静摩擦力作用;若木箱相对于车略向后滑动,则木箱受滑动摩擦力作用;但不管是静摩擦力还是滑动摩擦力,对木箱而言,摩擦力方向均与木箱运动的方向相同。(2)当汽车减速运动时,木箱相对于车有向前运动的趋势或发生向前的滑动,木箱受到向后的摩擦力,摩擦力方向与木箱的运动方向相反。


                                                        
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误区七:摩擦力的方向与物体运动方向一定在同一直线上

常见的多数摩擦力的方向与物体运动方向在同一直线上,但不是所有情境下的摩擦力均如此,如图所示,一人站在扶梯上,随扶梯斜向上加速上升;人沿扶梯斜向上运动,而人所受摩擦力却是水平方向,与运动方向并不共线。故两物体间摩擦力的方向应正确理解为与两物体接触面相切,和物体间相对运动相对运动趋势的方向相反,而与物体的运动方向无关。


                                                                                                        
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误区八:摩擦力总是阻力,总是阻碍物体的运动

摩擦力对物体而言,总是阻碍物体间的“相对运动”“或相对运动趋势”,但不是阻碍物体的运动。它有时是阻力有时也是动力,不可一概而论。如图所示,(1)当板车加速前进时,车对木箱的摩擦力向前,对木箱就是动力,使木箱加速前进;(2)当板车减速前进时,车对木箱的摩擦力向后,对木箱就是阻力,阻碍木箱前进。


                                                                              
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误区九:静摩擦力一定小于滑动摩擦力

如图所示,力F作用在物体上,刚开始物体处于静止状态,随着F的增大物体所受静摩擦力f也增大,最后物体运动了起来,静摩擦力变成了滑动摩擦力,所以有些人产生了静摩擦力一定小于滑动摩擦力的错误认识。实质上,随着外力F的逐步增大,静摩擦力f也增大,当F大于最大静摩擦力fm时物体开始运动,静摩擦力f变成滑动摩擦力f,此时f为一定值fμN,但f却比最大静摩擦力fm略小一些,故最大静摩擦力比滑动摩擦力大。


  
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误区十:静摩擦力总是不做功,滑动摩擦力总是做负功

1)静摩擦力做功分析:如图所示,若AB一起在粗糙水平地面上在外力作用下向右匀加速运动,B受到的就是静摩擦力,但对B做正功;若一起向右减速运动,静摩擦力对B就做负功了;若AB均没被拉动而是静止在地面上,则对面对A的静摩擦力对A就不做功。看来静摩擦力对物体可以做正功、负功和不做功。


                                                          
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2)滑动摩擦力做功分析:如图所示,当AB向右运动的速度vAvB时,B受到的滑动摩擦力向右对B做正功;BA的滑动摩擦力向左对A做负功;地面受到的滑动摩擦力对地面不做功。看来滑动摩擦力对物体可以做正功、负功和不做功。

3)一对静摩擦力做功分析:对两个相对静止的物体,一定有相同的位移,且一对静摩擦力一定等大反向,故一对静摩擦力对两个物体做功必定等大反符号。看来一对静摩擦力对两个相互作用的物体做功总和一定为零,不会产生热量。

4)一对滑动摩擦力做功分析:对两个相对运动的物体,一定有不同的位移,而滑动摩擦力一定等大反向,故一对滑动摩擦力对两个物体做功必定不等,可能出现正功、负功,但负功一定多于正功;可能出现负功、负功;也可能出现不做功、负功。看来一对滑动摩擦力对两个相互作用的物体做功总和一定为负,必定产生热量。

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