浪漫传奇‖摩擦力，想说爱你不容易

3月9日上午，洛阳的周作云老师在浪漫物理小屋微信群发了一首小诗：

庆祝三八活动多

激动人心数拔河

双方人数各十个

站稳双手把绳握

红旗飘在正中间

哪方战胜飘哪边

胜败不是看拉力

双方拉力一样大

其实是看摩擦力

摩擦力大定天下

影响摩擦因素多

体重鞋底花纹多

还有技巧重心低

重心高，容易飘

重心低，不易倒

物理知识很有效

人心齐，泰山移

集体要有凝聚力

这是活动真目的

原来，三八妇女节这一天，他们学校进行了拔河比赛。

在随后发来的图片中，我们看到老师们拼搏的画面和孩子们开心的笑脸。

这裁判，看上去有老包风范，肯定会公正执法

大姐，严肃点，一笑儿就泄气了

孩子，你是在为哪队加油呢？

身可倒，绳不可弃，虽败犹荣

随后，河北的张田老师发出求助，原来这首题让他些有些为难

不爱做题的北京闫芳老师今天也破例了，竟然用心在纸上画出示意图

连她都感慨自己今天的“反常”表现。

还好，不一会儿她就回归了正常，根据题中情景写出浪漫的物理小诗：

我让你依靠

为你分担

墙还是那堵墙

只要鞋底足够粗糙

我自岿然不动

安如泰山

看到大家对“摩擦力”这么热心，我也不由地想起自己写过关于摩擦力的一条物语：

［张氏物语·摩擦力］

在拔河比赛中，

败的一方并不是因为拉力不如对方大，

而是因为自己与地面间的摩擦力小；

在人生的战场上也是这样，

我们有时不是输在对手太过强大，

而是输在自己的能力不够。

［物理释义］拔河时，左、右两方的人在水平方向上分别受两个力（将绳子看做是手的延伸）：对方施加的拉力和地面施加的摩擦力。两方施加的拉力可看作是相互作用力，大小相等，但两方的人所受地面的摩擦并不相等，哪方的人所受的摩擦力较小，哪方就会输掉。由此可知，拔河的关键是增大摩擦力，因此需要找体重大的队员，并且要穿鞋底有花纹的鞋，这是因为压力越大、接触面越粗糙，摩擦力越大。

说了半天的摩擦力，下面就让我们一起来回顾一下摩擦力的知识吧

摩擦力，闯三关

文/张虎岗

一、填一填：夯实基础

1．如下图所示，一个同学向右推放在水平地面的木箱，在推力较小，木箱未被推动，此时木箱＿＿（选填“受”或“不受”）摩擦力，因为它与地面＿＿（选填“有”或“没有”）相对运动地趋势；逐渐增大推力，使木箱向右做匀速直线运动，这时在木箱与地面之间的存在＿＿＿（选填“静”、“滑动”或“滚动”）摩擦力，这个摩擦力的方向是＿＿＿＿＿。如果在木箱下垫上几根圆木，则更容易推动木箱，这是因为＿＿＿摩擦比＿＿＿摩擦小的多。

2．同学在推动木箱地前进时发现，木箱越轻、地面越光滑，越容易推动。这说明滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的＿＿＿和接触面的＿＿＿＿＿有关。

3．下列几个实例中属于减小摩擦的是__________(填序号)。①用力捏自行车的车闸；②汽车轮胎上的花纹；③汽垫船向下喷出强气流，在船底和水之间形成一层空气垫。

二、想一想：能力攻关

1．认识生活中摩擦

（1）三种摩擦力：滑动摩擦、静摩擦、滚动摩擦

（2）摩擦力的产生条件：①物体间相互接触、挤压；②接触面粗糙；③物体间有相对运动或相对运动的趋势。

拓展：比如一个放在表面粗糙的水平桌面正中央的木块，木块与桌面之间没有发生相对运动，也没有相对运动的趋势，因此木块与桌面之间没有摩擦力。当用一个较小的力向右推木块时，虽然木块仍保持静止状态，但已有了“运动的趋势”，这时木块受到了桌面的摩擦力，这是静摩擦力；当用力较大时，木块被推动，这时木块与桌面已经发生了相对运动，桌面就产生了木块运动的滑动摩擦力。因此，摩擦力产生在相互接触的两个物体具有相对运动趋势或已经发生相对运动的时候。

（2）摩擦力的方向：总是与物体相对运动或相对运动的趋势的方向相反。

拓展：不能把摩擦力理解为阻力，摩擦力也并不是必定与物体运动方向相反。对于滑动摩擦力来说，它总是与物体运动方向相反，是阻力；但是静摩擦力来说，就不一样了。比如人走路时，地面给鞋底的摩擦力方向与人的运动方向相同，如果人没有受到这个摩擦力或这个摩擦力很小，则人将寸步难行，因此这个静摩擦力是动力。

（3）摩擦力的大小：静摩擦力的大小随拉力的增大而增大，当其达到最大值时就不再增大，此时的静摩擦力叫做最大静摩擦力；在物体受水平拉力做在水平面上做匀速直线运动时，滑动摩擦力与这个拉力大小相等，但滑动摩擦力并不随拉力大小的变化而变化。

（4）摩擦力的作用点：摩擦力作用在接触面上，在做力的示意图时，我们可将其视为一个点，画在物体的重心上。

练一练：下列摩擦现象中，属于滑动摩擦的是　（　　）

A．穿旱冰鞋溜冰，旱冰鞋与地面之间的摩擦

B．物体静止在斜面上，物体受到斜面的摩擦

C．狗拉雪橇，雪橇与雪地之间的摩擦

D．机器运转时，滚珠与轴承之间的摩擦

答案：C

2、理解影响滑动摩擦力的因素

滑动摩擦力的大小与作用在物体表面的压力和接触面的粗糙程度有关。在接触面粗糙程度一定时，表面受到的压力越大，摩擦力就越大；在物体表面受到的压力一定时，接触面越粗糙，滑动摩擦力越大。在这里要注意，滑动摩擦力大小与物体运动的速度和接触面的面积大小无关。

拓展：在探究“影响滑动摩擦力的因素”时，一定要运用好控制变量法。即在研究滑动摩擦力大小与压力和接触面粗糙适度的关系时，先要控制（保证）其中的一个量不变，然后再看另一个量与摩擦力大小的关系。

练一练：在“摩擦力”的科学探究中，某班同学猜想摩擦力可能与接触面的粗糙程度、接触面间的压力和物体运动的速度三个因素有关。

（1）为了保证探究的准确性，应____和____地拉动水平桌面上的滑块；对每个因素的探究需要经过_____实验、测量才能下结论。

（2）小丽通过实验得出了摩擦力与滑块运动的速度有关，与同学交流时，她再次重复了研究这个因素时的实验如下图所示，其中有一处明显错误是：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

答案：（1）水平　匀速　多次（2）没有控制压力不变

3．增大和减小摩擦的方法

摩擦现象在生活中广泛存在，它既有有利的一面，也有有害的一面。因此，我们要设法增大有益摩擦，减小有害摩擦。

（1）增大有益摩擦的方法：增大接触面之间的压力或增大接触面的粗糙程度。

（2）减小有害摩擦的方法：减小压力，减小接触面的粗糙程度，用滚动代替滑动（在压力、接触面积相同的条件下，滚动摩擦力比滑动摩擦力小得多），使两个互相接触的摩擦面彼此离开。

练一练：下图所示的四个实例中，目的是为了减小摩擦的是　（　　）

答案：C

三、说一说：分析应用

拔河比赛中，一般都会让一些体重较大的人参加，参赛者还常会穿上较新的球鞋，如果地面上有沙粒，谁也不愿意踩在沙粒上进行比赛，你能说出其中包含的物理吗？

答案：体重大的人对地面压力大，摩擦力大；新鞋花纹深，摩擦力大；踩在沙粒上，沙子滚动，摩擦力小，容易输。

搞明白没有，如果还是没有明白，那就接着往下看吧！

解读不等式　理解摩擦力

文/张虎岗

摩擦在生活中广泛存在，在学习前，同学们往往已经对摩擦和摩擦力有了一定的认识，但是这种由生活经验得出的认识存在很多误区、甚至是错误的。

因此，在学习“摩擦力”时，我们还须具有“火眼金睛”。

下面，我以四个“不等式”为题，帮助同学们来理解摩擦力。

不等式1：是否运动≠是否受摩擦力

判断两个相互接触的物体之间是否有摩擦力，不能只看它是物体运动的还是静止的。静止的物体可能受摩擦力，运动的物体也可能不受摩擦力。

比如将一个木块放在水平桌面上，木块与桌面之间没有相对运动的趋势，因此没有摩擦力；这时如果把桌面倾斜，由于重力，木块有向下滑动的趋势，但是并没有滑动，而是在斜面上保持静止，这时木块与桌面之间就有摩擦力；再如，我们拉动木块在水平桌面上向前运动，木块与桌面发生相对运动，从而受到桌面的摩擦力；但是如果拉动桌面，木块虽然随桌面一起向前运动，但是木块与桌面之间保持静止状态，这时木块与桌面之间并没有摩擦力。

因此，物体与接触面是否发生相对运动或有无相对运动的趋势，才是判断物体是否受摩擦力的依据。

不等式2：摩擦力≠阻力

当一个物体在另一个物体表面滑动所受的摩擦称为滑动摩擦。对于滑动摩擦力来说，摩擦力与物体运动方向相反，是阻力；但是对于有相对运动趋势，但没有发生滑动的物体来说，在它们的接触面之间会出现阻碍发生相对摩擦力的力，这就是静摩擦力。

静摩擦力的方向总是沿接触面的切线方向，与相对运动趋势的方向相反。如人走路时，脚向后蹬地，与地面有相对运动的趋势，这时脚受到地面施加的向前的阻碍这种相对运动趋势的力，这个摩擦力就是前进的动力；与此类似的是自行车和机动车行驶时，后轮（主动轮）相对于地面向后转动，则地面给后轮一个向前的摩擦力，这个力也是它们前进的动力。

因此，摩擦力不一定是阻力，也有可能是动力。

不等式3：压力变大≠摩擦力变大

摩擦力与压力有关，一般来说，压力越大，摩擦力越大，但是也有例外。如人手握住一个酒瓶，酒瓶静止不动，这时酒瓶受到向上的摩擦力。如果这时，手握酒瓶的力变大，则酒瓶所受的压力变大，但酒瓶与手之间的摩擦力并不会发生变化。这是因为这时有与酒瓶之间发生的静摩擦力，原来已经达到了最大值。

因此，我们说，当发生滑动摩擦时，在接触面粗糙程度不变时，摩擦力随压力的增大而增大；而发生静摩擦力，压力增大，摩擦力可能保持不变。

不等式4：滚动摩擦≠滑动摩擦

滚动摩擦和滑动摩擦可以从其特点来辨别。滚动摩擦的特点是物体之间只有一个点产生摩擦，并且摩擦点在不断地发生变化；而滑动摩擦的特点是物体之间靠接触面相互摩擦，并且这两个面始终不变。如卷笔刀在削铅笔时，刀与铅笔之间的摩擦是滑动摩擦，而不是滚动摩擦；使用粉笔写字时，粉笔与黑板发生滑动摩擦；使用钢笔、铅笔写字时，笔尖与纸面间也发生滑动摩擦。而使用圆珠笔写字时，笔尖上的圆珠在纸面上滚动，这时产生的摩擦是滚动摩擦，而不是滑动摩擦。

最后，让我们在笑声中结束今天的“摩擦力”之旅吧！

摩擦兄弟争功排位

文/张虎岗

有一天，静摩擦、滑动摩擦与滚动摩擦三个碰到了一起。别看他们都是摩擦家族的，可是谁都不服谁。你听，这不是又争上了！

滑动摩擦说：“我说兄弟们，咱们要说争高低也争了好多年了。今天，咱们都坐下来好好的谈谈，清清楚楚的排个长幼顺序，免得以后见了面就吵。”

滚动摩擦说：“怎么个排法？”

滑动摩擦说：“咱们就比力气！谁的力气大，谁就是老大。”

静摩擦一直没吭声，听到滑动摩擦说这话，笑着说：“要说力气，你可不如我。”

滑动摩擦一听这话就急了，嚷着喊起来：“谁不知道，你是没个准劲！不像我，说多大就是多大。“

静摩擦说：“是的。我和你不同，你是固定不变的。我的力气是随外力的增加而增加的，给我的推力越大，我的力的越大。“

滚动摩擦说：“那么你的力到底有多大呢？难道能不停地随外力的增大而增大？“

静摩擦解释说：“这倒不会，当我增大一定程度的时候就不会再增大了，这个时候我的力气最大，叫做最大静摩擦力。在外力没有超过最大静摩擦力时，虽然我受到了他们的推拉，但我仍旧是静止状态，我的力随外力的一起增大；一旦外力大于我的最大静摩擦力了，我就不能静止不动了，就会运动起来。”

听到这里，滑动摩擦力抢着插话：“是啊！这时候就没你事了。该我出场了。当一个物体在另一个物体表面发生相对运动时，他们之间就会有我的存在。”

滚动摩擦说：“哪你有多大呢？

滑动摩擦说“我比最大静摩擦力稍小一点。”

滚动摩擦说：“能够知道多大吗？”

滑动摩擦说：“可以啊！你可以找一个弹簧测力计，让他拉着我在地面上做匀速直线运动。我大小就是它的示数，也就是拉力大小。”

滚动摩擦说：“原来是这样啊。那我不是最小了吗！”

静摩擦在一旁乐呵呵地说：“是啊，我是老大，滑动摩擦是老二，你呢，就是老小了！”

滚动摩擦说：“虽然我力气比不过你们，但是我的用处大。人们很早就知道滑动摩擦要比滑动摩擦小的多，所以在古代运输大石块时，把石块下垫上圆木头，通过这些木块的滚动大大地减小了前进的阻力。唉，对了，滑动摩擦，你不是阻力吗？看来带给人们都是伤害呀！”

滑动摩擦一听就急了，说：“你的知识太少了。我承认我是物体运动时的阻力。但是如果没有我，照样也是不行的。”

静摩擦听了奇怪地说：“人们要是没有我就不能走路，不能拿筷子饭，衣服也会穿在身上，布上每一根都会分开，高山将不复存在，但是没有你会怎么样呢？。”

滑动摩擦听了，得意地说：“这你就不懂了吧？如果没有我，人们能然刹的住车吗？到那时汽车就一直向前开。你想想哪是什么样的情境。多危险呀！”

正当这三兄弟争的面红耳赤的时候，从旁边走过来两个老者。其中的一位咳了一声，说：“你们都别争了，要是没有我们，还那有你们在这儿坐着聊天呀！”

三兄弟“啊”的一声，不约而同地问：“你是谁呀？”

“我们是压力和接触面。如果没有了压力，接触面不再粗糙，会有你们的存在吗！”

同学们，你想想看，这个老者说的话对吗？