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摩擦力
深入理解
理解1 对摩擦力的进一步认识
两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或者相对运动趋势的力，这个力叫摩擦力，摩擦力分为静摩擦力和动摩擦力．二者产生条件中，都需要相互接触且接触面粗糙并有弹力作用，区别是阻碍相对运动趋势的力是静摩擦力，阻碍相对运动的力是动摩擦力．
二者的有无判断、大小判断均有所不同，因此在解答有关摩擦力的问题时，首先需要确定是静摩擦力还是动摩擦力．
小贴士
人之所以能够拿起瓶子，是因为手与瓶子间的静摩擦力的作用，而不是手的握力的作用．
理解2 怎样区分“相对运动趋势方问”“相对运动方向”和“运动方向”？
“相对运动趋势方向”“相对运动方向”和“运动方向”是截然不同的表述，三者之间无必然联系，
1. “相对运动趋势方向”是指一个物体相对于与它接触的另一个物体有沿某个方向运动的可能，但还处于相对静止状态，可理解为“如果物体不受摩擦力作用时的运动方向”．如图所示，用传送带匀速向上传送物体，若不受摩擦力，物体将会沿传送带滑下，故物体有“沿传送带向下运动的趋势”．
2. “相对运动方向”通常是指物体相对于参考物体运动的方向，在研究摩擦力时此参考物体一般指摩擦力的施力物体，相对运动方向不能等同于运动方向．
3. “运动方向”通常是指物体相对于地面运动的方向．如图所示，用传送带匀速向上传送物体，物体相对于传送带是静止的，但相对于地面的运动方向是斜向上的．
小贴士
受静摩擦力的物体可以是运动的（两个物体一起加速运动，相对静止），受滑动摩擦力的物体可以是静止的（两个物体一动一静）．
理解3 有的同学认为摩擦力方向总与物体的运动方向相反，是阻力，这种看法正确吗？
这种看法是错误的，原因是把“阻碍物体的运动”和“阻碍物体间的相对运动”混淆了．
1. 摩擦力总是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，而不一定是阻碍物体的运动，所以摩擦力的方向与相对运动和相对运动趋势方向相反，而与运动方向则可能相同、相反，也可能垂直，还可能成任意夹角．
如图甲所示，斜面体匀速向上运动的同时，斜面体上的物体A沿斜面匀速下滑，那么A所受的摩擦力将与A的运动方向（对地）成一夹角，但仍与相对滑动方向相反．
2. 摩擦力既可以是动力，也可以是阻力．
如图乙所示，A、B都有向右的速度，但vA如图丙所示，物块A与传送带一起匀速运动，若一起向上运动，A受到的斜向上的静摩擦力Ff为动力；若一起向下运动，A受到的斜向上的静摩擦力Ff为阻力．
拓展提升
拓展1 判断静摩擦力的有无和方向
相对运动趋势不如相对运动直观，具有很强的隐蔽性，所以静摩擦力的有无与方向的判断较困难，常用下面几种方法判断：
1. 根据静摩擦力的产生条件判断：即接触面之间有压力、粗糙且有相对运动趋势．
2. 假设法：假设接触面光滑，不存在摩擦力，若物体原来的运动状态改变，说明存在摩擦力；若物体的运动状态保持不变，说明不存在静摩擦力．
如图所示，A、B两物块竖直叠放在水平面上．今用水平力F拉B物块，两物块均静止，判断物块A是否受静摩擦力作用．
分析：假设A受到静摩擦力作用，该摩擦力方向一定沿水平方向，则A物块在摩擦力作用下不可能处于静止状态，因此A物块不受静摩擦力作用．
3. 状态法：物体的运动状态和物体受到的力有密切关系．如木块在水平传送带上和传送带一起匀速运动，木块不受传送带的静摩擦力（如图所示）．
4. 力的相互作用法：当一物体受摩擦力方向不易判断时，可根据与之相互作用的另一物体所受摩擦力情况和相互作用力等大反向的特点进行判定，如图所示，物块随传送带匀速上升，我们很容易判断出物块A受到的摩擦力沿传送带斜向上，根据力的作用是相互的可以判断出传送带受到沿传送带斜向下的摩擦力．
小贴士
人握竿向上爬，人虽运动，但双手与竿间无相对运动，手相对竿有向下运动的趋势，因此人受到竿向上的静摩擦力作用．
拓展2 求解摩擦力大小的方法
1. 明确所求摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力．
2. 滑动摩擦力一般根据Ff=μFN计算．其中FN表示正压力的大小，μ是比例常数（没有单位），叫动摩擦因数，它与两物体的材料和接触面的粗糙程度有关．
①滑动摩擦力Ff的大小与物体是否匀速运动、运动速度大小无关，与接触面的大小也无关．只取决于动摩擦因数和正压力的大小．
（更为复杂的滑动摩擦力求解涉及受力分析、牛顿第二定律，后面学习．）
②FN是两个物体接触面间的正压力，性质上属于弹力，它不是物体的重力，大小也不一定等于物体的重力，许多情况下需结合物体的平衡条件加以确定．
3. 静摩擦力与外力有关，在两物体接触面上的弹力一定的情况下，静摩擦力有一个最大值，叫最大静摩擦力，两物体间实际的静摩擦力Ff在零与最大静摩擦力之间，即0如图所示，水平面上放一静止的物体，当人用水平力，推时，此物体静止不动，此时静摩擦力的大小等于F；当人用2F的水平力去推时，物体仍静止不动，此时静摩擦力的大小为2F.当人的水平推力增大到某一值Fm时，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大静摩擦力，可见，静摩擦力的大小随推力的增大而增大，取值范围是0【说明】静摩擦力大小与正压力无关，但最大静摩擦力的大小与正压力成正比．
小贴士
最大静摩擦力Ffmax略大于滑动摩擦力，为方便起见，解题时若无特殊说明，可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．
小贴士
求解摩擦力大小时最容易犯的错误就是对静摩擦力和滑动摩擦力一律用Ff=μFN进行求解.
拓展3 摩擦力的突变问题
摩擦力的变化过程比较复杂，有些问题会涉及图像问题，分析解答此类问题关键要分析清楚摩擦力的变化情况，涉及静摩擦力的大小变化、方向变化，静摩擦力与滑动摩擦力之间的转化，需要根据题意做出正确判断．（更复杂的突变问题涉及力的分解，请参考章末专题提升与高难问题）
如图所示，静止在斜面上的A物体受到沿斜面向上的不断增大的力F作用，随着F的不断增大，静摩擦力由沿斜面向上，逐渐减小为零，之后方向变为沿斜面向下，直至在F作用下开始沿斜面向上运动．
小贴士
为了增大摩擦，雪天时车轮加上了防滑链．
拓展4 间接测量滑动摩擦力，测定动摩擦因数
利用弹簧测力计测木板A和木块B之间的动摩擦因数μ.
实验装置如图所示，在水平力F作用下，只要使木板A相对木块B滑动（做匀速直线运动或变速直线运动都行），就可由弹簧测力计的读数得到A、B间的滑动摩擦力Ff，再用弹簧测力计测出木块B受到的重力GB，即可由公式求出动摩擦因数μ．（此方案不要求A做匀速直线运动，只要A相对B沿直线滑动即可）
疑难突破
突破 利用整体法和隔离法解决摩擦力问题
在涉及两个及两个以上物体的问题中，灵活地选取研究对象，运用整体法或隔离法，往往可快速地解决问题．选择其中一个物体为研究对象时，运用隔离法，可解决该物体的受力分析问题．选择多个物体为研究对象时，运用整体法，可解决其他物体对该整体的力的问题，但整体内部各物体间的作用力（已成为内力）无法分析求解．整体法和隔离法并非完全独立的，很多情况下需要交替运用整体法和隔离法.
小贴士
解题时往往首先选取受力情况简单、已知量多的单个物体为研究对象作为切入点，再灵活运用整体法或隔离法求解.
例 如图所示，P是水平地面，M、N是两个长方体木块，F是作用在N上沿水平方向的力，M和N以相同的速度做匀速直线运动，由此可知，M、N间的动摩擦因数μ1，和N、P间的动摩擦因数μ2可能是 ( )
A.μ1=0，μ2=0
B.μ1=0，μ2≠0
C.μ1≠0，μ2=0
D.μ1≠0，μ2≠0
【解析】由M和N在外力F的作用下以相同速度做匀速直线运动，可采取先整体后隔离的解题方法，以M和N为整体，在水平方向上受外力，所以P对M和N这个整体有摩擦力，所以μ2≠0．再利用隔离法研究M，由题意知，M在水平方向上不受外力，所以N对M没有摩擦力，从摩擦力产生的角度来看，只要接触、接触面处有挤压、接触面粗糙、有相对运动趋势或相对运动这些条件缺少一个，就不会产生摩擦力．因为M与N以相同的速度匀速运动，M与N无相对运动趋势，所以不管M与N接触面是否粗糙，都不会产生摩擦力，所以μ1=0或μ1≠0均可．
【答案】BD

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