摩擦力的有关知识摩擦力的有关知识自行车与摩擦力自行车与摩擦力 自行车是人们最常用到的交通工具之一，可是你知道自行车上有哪些地方涉及到摩擦力知识吗？一、车轮与摩擦力一、车轮与摩擦力自行车也和其它车辆一样，是靠车轮与地面的摩擦力前进的。当我们骑在自行车上时，由 于人和自行车对地面有压力，轮胎和地面之间不光滑，因此自行车与路面之间有摩擦，不过，要问 自行车为何能前进？这还是依靠后轮与地面之间的摩擦而产生的，这个摩擦力的方向是向前的。那 前轮的摩擦力是干什么的？阻碍车的运动！其方向与自行车前进方向相反。正是这两个力大小相等， 方向相反，所以自行车作匀速运动。不过，当人们在地上推自行车前进时，前轮和后轮的摩擦力方 向都向后。那谁和这两个力平衡呢？脚对地面的摩擦力向前！二、刹车装置与摩擦力二、刹车装置与摩擦力制动装置（刹车）在自行车中有着十分重要的作用。刹车不灵而导致的交通事故屡见不鲜， 自行车是采用什么方法来制动的呢？自行车的刹车是利用摩擦力使自行车减速和停止前进。当我们使用刹车时，刹皮与车轮间 的摩擦力，使车轮停止运动或速度减小，车轮与地面间的摩擦力由滚动摩擦变成滑动摩擦，强大的 滑动摩擦力方向与自行车前进方向相反，使自行车迅速减速（或迅速停止运动）。三、外胎与摩擦力三、外胎与摩擦力自行车外胎上有凸凹不平的花纹，可以增大自行车与地面间的粗糙程度，来增大摩擦力， 防止自行车打滑。急刹车时，滑动摩擦力对车辆外胎磨损十分大，若使轮子总处于滚动，而不滑动时，则可 避免对车轮磨损。因此可设想在自行车上另设置一刹车备用（可金属、橡胶），平时运动时， 刹盘提起脱离地面，刹车时，将刹盘按下与地面接触，使刹盘在地面滑动，产生滑动摩擦力，使车 辆迅速减速直至停止，避免自行车外胎磨损。四、钢珠与摩擦力四、钢珠与摩擦力自行车应当骑起来越轻松、越灵活才越好、越省力，所以在自行车转动的地方，中轴、后 轴、车把转动处，脚蹬转动处、飞轮等地方，都安有钢珠。转动地方安装钢珠是为了减小摩擦力， 保护零件，节省动力，因为滚动摩擦比滑动摩擦小得多，用滚动来代替滑动可以大大减小摩擦，并 经常加润滑油，使接触面彼此离开，摩擦变得更小、更省力。除此之外，在自行车的车把和脚踏板也有花纹，这也是为的增大摩擦力，使人能够很好的把握 方向和让自行车顺利前进。摩擦的现象：摩擦的现象：1车的前轴、中轴、后轴上装有滚动轴承及润滑油，车轮是圆形的，是为了减少摩擦。2车外胎、把手塑料套和脚踏板上都刻有花纹，车的把手上有凹槽，是为了增大接触面 的粗糙程度来增大摩擦。3若车铃不响，是因为轴与齿轮之间的咬合部分太涩了，加几滴油润滑，减小摩擦。4车把的塑料套紧套在车把套上，是为了增大与车把套的压力来增大摩擦。5刹车时，应用力捏车闸，是为了增大压力来增大摩擦。6旋紧自行车各种紧固螺丝，是为了增大压力来增大摩擦。7自行车的前轮为从动轮，摩擦力的方向向后，与运动的方向相反。后轮为主动轮，摩擦力 的方向向前，与车运动的方向相同。紧急刹车时，轮子与地面的摩擦属于滚动摩擦。 世界上如果没有了摩擦力会变成什么样？世界上如果没有了摩擦力会变成什么样？ 摩擦是一种极为普遍的现象，摩擦在实际生活中的例子也很多，如抓住物体需要摩擦，皮带传 动需要摩擦，铁钉固定在墙上也要靠摩擦等等。但摩擦也会给我们的日常生活带来麻烦。例如：机 器开动时，滑动部件之间因摩擦而浪费动力，还会使机器的部件磨损，缩短寿命。我们有时希望地 球上从来就没有摩擦力，但如果真的没有摩擦力，人们的生活又会发生什么样的变化呢？ 首先，也是最基本的，我们无法行动，脚与地面没有了摩擦，人们简直寸步难行。自行车车轮 与地面间光滑，怎么才能开动呢？汽车还没发动就打滑，要么就是车子开起来了就停不下来，没有 阻碍它运动的力，就只能无限滑下去最后与其它车相撞造成一起又一起的交通事故。飞机无论是活 塞发动机或者涡轮喷气发动机都无法启动。第二，我们无法拿起任何东西，我们能拿东西靠的就是摩擦力，摩擦力来自于物体本身的凹凸 和我们手上的指纹，这下好，物体光滑，我们也没有了指纹，想拿东西却和它作用不上，只能干着 急，不仅拿不起东西，拧盖子扭把手，一系列的力的作用都无法进行；生活处处困难重重。想写字 却拿不起笔，笔又不能和纸产生摩擦写字，想吃饭碗筷却拿不住，筷子怎么也夹不住菜，想喝水又 提不起杯子；想穿衣服却拿不起穿不上；想工作劳动，但任何工具都一次次从手上滑落这样的 话，人安会多么无助。如果没有了摩擦，那么以后我们就再也不能够欣赏美妙的用小提琴演奏的音 乐等，因为弓和弦的摩擦产生振动才发出了声音。总之，假如没有摩擦的存在，那么人们的衣、食、 住、行都很难解决。如果衣食住行、学习、生活、工作、劳动等所有方面人们都因拿不起东西这个 小小的因素困扰，人们还怎么有最基本的生存，更别提发展了。有资料说，某国家已研制出所谓的“超润滑材料”，可将它用到军事上，一旦战争暴发，将这 种超润滑材料洒到对方的公路上、铁路的铁轨上和飞机起飞的跑道上，使对方的战车、运兵车、火 车无法运行，军用物资无法运送；飞机不能起飞，失去制空权用以谋求战争的胜利，这种超润 滑材料所起的作用还真有点战略意义呢！我们可能幻想过如果没有摩擦，干什么事情都将不会有阻力，可等我们真正到了没有摩擦力的 世界，才感受到摩擦力的重要。摩擦力有利也有蔽，我们应该尽量减少那些有害摩擦，学会利用摩 擦造福人类。消除对摩擦力理解错误观念消除对摩擦力理解错误观念摩擦力分滑动摩擦力和静摩擦力。解题时首先要弄清是哪一种摩擦力，它有何特点。滑动摩擦力是一个物体在另一个物体表面滑动时所产生的摩擦力。这时相互接触的两个物体之 间产生了相对运动，而摩擦力表现为阻碍相对运动，故滑动摩擦力的方向与物体相对运动的方向相 反。滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度及两接触面之间的正压力大小有关。静摩擦力是相互接触的两个物体之间没有发生相对运动，但有相对运动的趋势时产生的。静摩 擦力表现为阻碍相对运动趋势，所以静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反。在学习摩擦力的过程中，容易形成以下错误观念。一、摩擦力的方向与物体的运动方向相反一、摩擦力的方向与物体的运动方向相反例例 1 1 如图 1，物块 A 随传送带一起运动，当传送带分别处于图示的运动状态时，试画出物块 A 的受力示意图。分析：分析：图 1 甲、丙、丁中，物体所受摩擦力为静摩擦力，其方向跟相对运动趋势的方向相反， 而跟物体运动的方向关系表现为：甲、丙相同，丁相反。图乙中，因物块 A 与传送带之间没有相对 运动的趋势，所以不存在摩擦力（尽管物体在运动）。受力情况分别对应如图 2：二、滑动摩擦力的方向与拉力的方向相反二、滑动摩擦力的方向与拉力的方向相反例例 1 1 如图 3，物体 A 在拉力 F 的作用下沿水平面匀速运动，试画出物体 A 的受力示意图。分析：分析：此题易作出如图 4 所示的错误受力分析图。摩擦力的方向应沿着接触面的方向，而与拉 力方向无关。正确的受力分析如图 5 所示。例例 2 2 重为 10N 的物块在 4N 水平向右的拉力作用下，沿水平面匀速运动，运动中的物块受到的合 力是_N；若将水平拉力突然改为水平向左，大小减为 3N，则此刻物块受到的合力为 _N。分析：分析：开始时物块匀速运动，所以物块所受合力为零。当拉力突然改为水平向左时，物块由于 惯性仍然向右运动，物块所受摩擦力的方向仍然水平向左且大小不变，所以物块所受合力为 7N，方 向水平向左。例例 3 3 如图 7 所示，物体 A 被传送带由低处向高处匀速输送过程中，受到的摩擦力的方向为（ ）图 7A沿传送带斜面向下B沿传送带斜面向上C不受摩擦力D无法确定分析：分析：同学们往往以为摩擦力一定是阻力，而阻力肯定是阻碍物体运动的力。本题中把 A 相对 于地面的运动当作了相对于传送带表面的运动，从而认为物体 A 斜向上运动，则它受到的摩擦力必 沿传送带斜面向下，故错选 A。解：解：物体 A 斜向上的运动过程中，它相对于传送带是静止的，由于传送带倾斜，使得物体 A 具 有沿传送带斜向下运动的趋势，根据摩擦力方向的规定，可知应选 B。从另一角度来说，物体 A 被倾 斜的传送带由低向高输送，说明物体 A 必受到一个倾斜向上的摩擦力，而使其随传送带由低向高运 动，此时，摩擦力的方向与物体的实际运动方向一致。应选 B。例例 4 4 如图 8 所示，在一条水平的传送带上放着一个物体 A，物体 A 随着传送带一起向右做匀速 运动，则此时物体 A 受到传送带对它的摩擦力为（ ）图 8A水平向右B水平向左C不受摩擦力D受到静摩擦力分析：分析：许多同学容易把物体 A 随传送带向右运动当作是物体 A 在传送带上向右滑动而误选 B；还 有人认为物体 A 相对于传送带表面的相对位置没有改变，误认为物体运动必受到一个静摩擦力的作 用，故错选 D。解：解：应用平衡力知识来分析。如果物体 A 与传送带之间存在摩擦力，那么这个力必在水平方向 上，或水平向右，或水平向左。由于物体 A 做匀速运动，如果受到一个向右（或向左）的摩擦力， 则必有一个向左（或向右）的力与之平衡。显然题中并不存在这样一个力，故物体 A 与传送带之间 不存在摩擦力，物体 A 的运动是由于物体具有惯性。故应选 C。三、摩擦力随拉力的增大而增大三、摩擦力随拉力的增大而增大例例 1 1 木块重 20N，在 3N 水平向右的拉力作用下，沿水平桌面做匀速直线运动，木块受到的摩擦 力为_ N；当水平拉力增大为 5N 时，木块受到的摩擦力为_N。分析当拉力为 3N 时，木块做匀速直线运动，由力的平衡知识，滑动摩擦力的大小也为 3N，方向 水平向左。当拉力增大为 5N 时，由于支持力大小、接触面均不变，故滑动摩擦力的大小、方向均不变。当 然此时木块不能再匀速运动了。例例 2 2 重为 100N 的木箱放在水平地面上，用 5N 的水平力推，木箱不动，此时木箱所受摩擦阻力 为_；改用 8N 的水平力推，木箱仍不动，此时木箱所受摩擦阻力为_。分析：分析：在题述的两种情况中，木箱均静止，由力的平衡知识，应分别填“5N”、“8N”。四、拉力大小不影响滑动摩擦力的大小四、拉力大小不影响滑动摩擦力的大小例例 用同样大小的作用力 F，分别以如图 9 所示的方式依次作用在同一木箱 A 上，使木箱向右运 动，其中滑动摩擦力最小的是（ ）图 9A甲图B乙图C丙图D摩擦力都相同分析：分析：滑动摩擦力的大小由压力的大小和接触面的粗糙程度决定。当给物体施加拉力时，有时 会改变接触面之间压力的大小，这将导致滑动摩擦力的大小改变。图 9 中，由于拉力的作用，乙图 的压力最大，丙图的压力最小，故丙图的摩擦力最小，选（C）。五、摩擦力是运动物体的阻力五、摩擦力是运动物体的阻力造成这种错误认识的根本原因在于把“阻碍物体的相对运动”与“阻碍物体的运动”相混淆了。 从力的作用效果上看，摩擦力总是阻碍物体的相对运动，但它可以成为动力也可以成为阻力，视具体情况而定。比如前面谈到的人拉着小车在水平公路上行驶时，小车受到的摩擦力是阻力，它阻碍 了小车向前运动；但传送带上的货物却正是在摩擦力的作用下，才由低处被运输到高处的，是动力， 同时这个力又阻碍了货物相对于传送带的向下滑动。六、静止的物体不受摩擦力，运动的物体一定受摩擦力六、静止的物体不受摩擦力，运动的物体一定受摩擦力物体是否受摩擦力，与物体处于静止状态或运动状态没有直接的关系。关键是看物体相对于与 其接触的物体是否有相对运动或有相对运动的趋势。例例 如图 10，放在斜面上静止的物体是否受摩擦力？图 10分析：分析：放在斜面上静止的物体，在自身重力的作用下有相对于斜面下滑的趋势，所以受到斜面 给它的一个沿斜面向上的摩擦力。假定物体不受摩擦力，物体必然在重力的作用下沿斜面向下运动， 而不再处于静止状态。七、力越大，摩擦力越大七、力越大，摩擦力越大例例 小李手握住一个瓶口朝上的