关于摩擦力作功问题

常见问题1: 怎样分析和计算摩擦力？

问题：

怎样分析和计算摩擦力？

解答:

答：在计算摩擦力大小之前，必须首先分析物体的运动情况，判明是静摩擦力还是滑动摩擦力。如果是滑动摩擦力，可用公式 f =μN 计算，式中的μ 是摩擦系数；如果是静摩擦力，则一般根据物体的运动情况（静止、匀速运动、或变速运动），利用平衡条件或运动定律列方程求解。

判定滑动摩擦力的方向一定要把握“滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反”这一判定依据。具体做法是：先选择受摩擦力的物体为研究对象，再以与这个研究对象直接接触的物体为参照物，找出研究对象相对于参照物的速度方向，那么，滑动摩擦力的方向就与该相对速度的方向相反。

判断静摩擦力方向的依据是：“静摩擦力的方向总是跟接触面相切，且跟物体相对运动趋势的方向相反”。具体做法是：首先选择受静摩擦力的物体为研究对象，再选与这个研究对象相接触的物体为参照物，然后假设接触面光滑，来判断研究对象相对参照物的速度方向，即相对运动趋势方向。那么，静摩擦力的方向就与相对运动趋势的方向相反。

常见问题2: 如何正确判断摩擦力的方向？

问题：

如何正确判断摩擦力的方向？

解答:

答：摩擦力是阻碍物体相对运动的力，有些同学就把理解摩擦力的方向为与物体运动的方向相反，其实是不对的，严格地讲，摩擦力的方向是和物体相对运动趋势的方向相反。

常见问题3: 火车头能做得轻便些吗

问题：

火车头能做得轻便些吗

解答:

这可不行！

原因倒不是因为材料和技术不允许，而是，火车头一旦做的轻了，它对后面车厢的拉力就会明显减少。

火车头对车厢的拉力来源于火车车轮和铁轨之间的摩擦力。当火车前进时，车轮向后推铁轨，铁轨反过来向前推车轮。这个相互推的力产生在车轮与铁轨相接触的地方，叫做摩擦力。

摩擦力的大小与两物体（车轮与铁轨）压紧的力的大小有关，若是火车头做的轻便了，那么这个压紧的力就减小了，火车就拉不动后面的车厢了，你说是吗？

常见问题4: 在什麽状态下可确定物体不受摩擦力?

问题：

在什麽状态下可确定物体不受摩擦力?

解答:

物体间有接触，但没有相对运动或没有相对运动趋势时，就没有摩擦力。

常见问题5: 摩擦力就是阻力吗？

问题：

摩擦力就是阻力吗？

解答:

不一定，日常生活中人们习惯地认为摩擦力就是阻力，它的方向与其运动方向一定相反，显然就是对摩擦力的肤浅认识和片面理解，物体受到的摩擦力的方向便与其运动方向相同是动力。例如，人走路摩擦力就是动力而不是阻力。

常见问题6: 摩擦力对风的影响

问题：

摩擦力对风的影响

解答:

离地面1.5公里的近地面层大气里，风不仅受到气压梯度力和地转偏向力的制约，而且还受到地面摩擦力的干扰。地面摩擦力的影响可以达到1.5公里的高度，因此1.5公里以下的气层就被称为摩擦层。

在摩擦层里，风走在粗糙不平的地表面，受到摩擦力的作用，风速不得不减小下来。由于地表粗糙程度不一，摩擦力的大小不同，风速减小的程度也就不同。一般来说，陆面摩擦力比海面大；而在陆面上的摩擦力，山地又比平原大，森林又比草原大。摩擦力不仅会削弱风速，同时也干扰了风向，破坏气压梯度力与地转偏向力之间的平衡。

常见问题7: 摩擦力做正功还是负功？

问题：

摩擦力做正功还是负功？

解答:

摩擦力可以做：正功、负功和不作功

1、静摩擦力：手握重物向上运动时，静摩擦力做正功

手握重物向下运动时，静摩擦力做负功

手握重物不运动时，静摩擦力不作功

2、滑动摩擦力：

行驶的火车上，一个物体沿斜面向车行方向滑下，滑动摩擦力做负功

行驶的火车上，一个物体沿斜面向车行反方向滑下，滑动摩擦力做正功

用板擦擦黑板，滑动摩擦力对黑板不作功

常见问题8: 相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大吗？

问题：

相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大吗？

解答:

相互接触的物体间正压力增大,摩擦力一定增大这句话不对.因为当摩擦力到一定数值后,正压力只相当于作为压紧产生摩擦力的条件了.举例理解:在竖直墙壁上的物体,背力压紧处于静止状态.这时重力和静摩擦力平衡.当压力增大时,物体还静止,故静摩擦力不变.

常见问题9: 摩擦力的大小是多少？

问题：

水平桌面上放着一重100N的物体，桌面与物体间的摩擦因数为0.2，当依次用5N，10N，30N的水平拉力拉该物体时，物体受到摩擦力的大小依次是多少？

解答:

一般情况下，我们可以认为物体间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力。

所以我们可以知道此物体与桌面间的最大静摩擦力为f静=20N

当水平拉力为5N时，很显然物体不动，此时为静摩擦力，且静摩擦力的大小与物体所受的拉力大小相等，方向相反。即f1=5N。

当拉力为10N时，同样物体不动，此时的静摩擦力大小仍与所受拉力相等，为f2=10N。

当拉力为30N时，此时已超过物体的最大静摩擦力，物体开始滑动，物体与桌面间此时为滑动摩擦力，大小为f3=20N。

常见问题10: 开车上班时，紧急煞车最有效的方法是什么？

问题：

开车上班时，紧急煞车最有效的方法是什么？

解答:

开车上班的人愈来愈多了。好处是不用担心电车、公车的时刻，挤车等烦人的事，还可以舒舒服服地坐在车内去上班。车子奔驰中，万一前面突然有人、车冲出来，这时紧急煞车怎样操作比较好呢？
这时，大部分的人都会用力一踩煞车，让车轮整个停住。但是，站在力学的观点，这到底是不是最好的方法呢？
在此我们先了解一下摩擦力。
一个物体一面与另一物体的面接触，一边开始滑动或正在滑动，此时阻碍这滑动的力量就是摩擦力。
这种摩擦力有两种，物体尚未滑动时，因接触面而生之摩擦力叫做静摩擦力 ( statical friction ) ； 正在滑动时，接触面所产生之摩擦力叫做动摩擦力 ( dynamical friction ) 。
静摩擦力中，开始滑动前之最大摩擦力叫做最大静摩擦力。动摩擦力通常比最大静摩擦力小。让物体在地板上滑动时，最初需要大的力量，一旦滑出去之后，就能以小的力量来滑动。最大静擦力及动摩擦力均与物体推压接触面的力量成比例。这些摩擦力与物体推压接触面的力量的比，即称为静摩擦系数及动擦系数。
摩擦系数与接触面积的大小无关，而是依两个物体表面的性质及状态而决定的值。再回到汽车制动的话题。因为动摩擦力比最大静摩擦力为小，所以踩下煞车时，轮胎不滑动比滑动比滑走较能发生摩擦的作用。
在干的沥青路面上，车轮旋转时的静摩擦系数为0.8左右，滑走时的动摩擦系为0.6以下。滑走时，更糟的是沥青及轮胎面熔化，车辆有如在薄薄液体上滑走，更不易控制。即使条件相同，车辆一边滑走一边渐停下来的情形比轮胎一边旋转一边渐停下来的情形，多走约百分之二十的距离。
因此，最有效的紧急煞车是不让车轮完全煞住；而是稍微松煞车，让车轮能适度旋转以免起滑为宜。
换句话说，在最大静摩擦与动摩擦之分界处操作煞车。即在快要起滑前，稍微放松，使之产生最大静摩擦力的煞车作用。

常见问题11: 急刹车

问题：

在急刹车时，为了使汽车尽快停下，尽力踏制动板使汽车车轮死锁不转动，这样的作法对吗？

解答:

在这种情况下，车轮与路面间的滑动摩擦系数小于滚动摩擦系数。大家都知道，在刹车时，如果车轮继续往前转动的话，它与路面的摩擦比车轮在路面上滑动(不转动)时要大。在干燥平坦的柏油路上，滚动的摩擦系数约为0.8，而滑动摩擦系数为0.6或更小。这是因为车轮在路面上开始打滑时，沥青和轮胎都会熔化，车子实际是在一层薄薄的液体上滑行。在其它条件相同的情况下，车子在滑行中制动比滚动中制动的行程长20%。所以，要使车子尽快停下来，在用力踩制动板时要以不令车轮完全停止转动为原则。(这也是现在汽车中的防死锁装置ABS的作用)

常见问题12: 关于摩擦

问题：

关于摩擦的本质

解答:

1．凹凸啮合说．是从15世纪至18世纪，科学家们提出的一种关于摩擦本质的理论，啮合说认为摩擦是由于互相接触的物体表面粗糙不平产生的．两个物体接触挤压时，接触面上很多凹凸部分就相互啮合．如果一个物体沿接触面滑动，两个接触面的凸起部分相碰撞，产生断裂、摩损，就形成了对运动的阻碍．
� 2．粘附说．这是继凹凸啮合说之后的一种关于摩擦本质的理论．最早由英国学者德萨左利厄斯于1734年提出，他认为两个表面抛得很光的金属，摩擦会增大，可以用两个物体的表面充分接触时它们的分子引力将增大来解释．
上世纪以来，随着工业和技术的发展，对摩擦理论的研究进一步深入，到上世纪中期，诞生了新的摩擦粘附论．
新的摩擦粘附论认为，两个互相接触的表面，无论做得多么光滑，从原子尺度看还是粗糙的，有许多微小的凸起，把这样的两个表面放在一起，微凸起的顶部发生接触，微凸起之外的部分接触面间有10-8 m或更大的间隙．这样，接触的微凸起的顶部承受了接触面上的法向压力．如果这个压力很小，微凸起的顶部发生弹性形变；如果法向压力较大，超过某一数值（每个凸起上约千分之几牛顿），超过材料的弹性限度，微凸起的顶部便发生塑性形变，被压成平顶，这时互相接触的两个物体之间距离变小到分子（原子）引力发生作用的范围，于是，两个紧压着的接触面上产生了原子性粘合．这时要使两个彼比接触的表面发生相对滑动，必须对其中的一个表面施加一个切向力，来克服分子（原子）间的引力，剪断实际接触区生成的接点，这就产生了摩擦．
人们通过不断实验和分析计算，发现上述两种理论提出的机理都能产生摩擦，其中粘附理论提出的机理比啮合理论更普遍．但在不同的材料上，两种机理的表现有所偏向：对金属材料，产生的摩擦以粘附作用为主，而对木材，产生的摩擦以啮合作用为主．实际上，关于摩擦力的本质，目前尚未有定论，仍在深入探讨之中．

常见问题13: 自行车前后轮的摩擦

问题：

自行车前后轮的摩擦

解答:

自行车是我们每个同学都非常熟悉的交通工具，但在你骑车加速前进的过程中，自行车前后轮所受的摩擦情况你能说清楚吗？
原来自行车的前轮自身本不会转动，而后轮在人的蹬动下而向前转动．设想若将自行车悬吊于空中，人座在车上蹬车，则会发现车的前轮不动，而后轮会在链条的带动下转动．此时若将车放置于水平地面上，如图1所示，则前轮将仍要保持原来的静止状态，而后轮由于原来是转动的，所以其与地面相接触的点有沿地面向后运动的趋势，所以后轮将受到向前的静摩擦力．
正是由于这个静摩擦力的作用，使得整个自行车由静止开始向前运动，车身向前运动必然带动前轮也要向前运动，所以前轮与地面接触的点有沿地面向前运动的趋势，因此前轮受到地面对它产生向后的静摩擦力．由于这个摩擦力的作用，前轮开始绕轴转动．
可见，自行车在加速前进阶段，后轮所受静摩擦力的方向向前，而前轮所受静摩擦力的方向向后．

常见问题14: 产生摩擦力的条件是什么？

问题：

产生摩擦力的条件是什么？

解答:

两个互相接触的物体之间要发生或已经发生相对运动时，接触面上才会产生一种阻碍物体相对运动的力，即摩擦力，用“f”表示。摩擦力主要又分静摩擦力和滑动摩擦力。由于运动的形式不同，还有滚动摩擦。

常见问题15: 如何分析物体运动趋势和相对运动的情况

问题：

如何分析物体运动趋势和相对运动的情况？

解答:

摩擦力问题主要应用在分析物体运动趋势和相对运动的情况，所谓运动趋势，一般被解释为物体要动还未动这样的状态。没动是因为有静摩擦力存在，阻碍相对运动产生，使物体间的相对运动表现为一种趋势。由此可以确定运动趋势的方向的方法是假设静摩擦力不存在，判断物体沿哪个方向产生相对运动，该相对运动方向就是运动趋势的方向。如果去掉静摩擦力无相对运动，也就无相对运动趋势，静摩擦力就不存在。

常见问题16: 理解摩擦力的概念时要明确的五个方面

问题：

理解摩擦力的概念时要明确的五个方面

解答:

第一.摩擦力是在两个物体互相接触时才可能产生.接触了要有相对运动趋势或已经发生了相对运动,这时才会产生摩擦力.

第二.摩擦力是成对出现的,甲、乙两物体接触并有相对运动趋势或已经发生相对运动,这时甲对乙产生了摩擦力作用,同时乙对甲也有了摩擦力作用.

第三.摩擦力有静摩擦和动摩擦两种.两物体接触有相对运动趋势,但没有相对运动,这时的摩擦力就叫静摩擦力.如果相互接触的物体之间发生了相对运动,这时的摩擦力就叫动摩擦力.

第四.物体接触时的相对运动.可能是滑动,也可能是滚动,所以摩擦力可能是滑动摩擦力,也可能是滚动摩擦力.

第五.物体间有相对运动趋势是指物体处于要动而未动的状态,此时物体间仍是相对静止的,所以不能认为静止的物体就不会受到摩擦力;相反,运动的物体不一定就受到摩擦力作用.例如,物体A和B叠在一起以相同的速度沿水平面作匀速直线运动,虽然两物体都在运动,但由于物体A和B的运动速度大小和方向都相同,它们之间没有相对运动,所以两物体间没有摩擦力.

常见问题17: 摩擦力1

问题：

如图4-8所示，C是水平地面，A、B是两个长方形物块，F是作用在物体B上沿水平方向的力，物体A和B以相同的速度作匀速直线运动.由此可知，A、B间的滑动摩擦系数μ1和B、C间的滑动摩擦系数μ2有可能是( )

A.μ1＝0，μ2＝0 B.μ1＝0，μ2≠0

C.μ1≠0，μ2＝0 D.μ1≠0，μ2≠0

解答:

解析：选A、B系统研究知B、C间存在摩擦力，故μ2≠0；又A、B无相对运动和相对运动趋势，A、B间无摩擦力，但A、B间能否产生摩擦力不确定，即μ1＝0或μ1≠0均能实现题中所述状态.

答案：BD

常见问题18: 摩擦力2

问题：

如图4-9所示，位于斜面的物块M在沿斜面向上的力F作用下，处于静止状态，则斜面作用于物块的静摩擦力的( )

A.方向可能沿斜面向上 B.方向可能沿斜面向下

C.大小可能等于零 D.大小可能等于F

解答:

解析：F＜mgsinθ时，M有下滑趋势，所受摩擦力沿斜面向上；F＝mgsinθ时，摩擦力为零；F＞mgsinθ时，M有上滑趋势，所受摩擦力向下；特别当0≤F≤mgsinθ时，摩擦力的取值范围为：mgsinθ≥f≥0，可见，f＞F、f＜F、f＝F均有可能.

答案：ABCD

常见问题19: 摩擦力3

问题：

3.A、B、C三块质量分别为M、m和m0的物体，作如图4-10所示的连结，绳子不可伸长，且绳子和滑轮的质量、滑轮的摩擦可不计，若B随A一起沿水平桌面作匀速运动，则可以判定( )

A.物块A与桌面之间有摩擦力，大小为m0g

B.物块A与B之间有摩擦力，大小为m0g

C.桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相同，合力为m0g

D.桌面对A，B对A都有摩擦力，两者方向相反，合力为m0g

解答:

解析：对AB整体因平衡，故f桌＝m0g，B平衡fAB＝0

答案：A

常见问题20: 摩擦力4

问题：

重为400 N的木箱放在水平地面上，动摩擦因数为0.25，如果分别用70 N和150 N的水平力推木箱，木箱受到的摩擦力分别为多少?(设最大静摩擦力和滑动摩擦力相等)

解答:

解析：Fm＝μFN＝100 N，要推动木箱，推力必须大于或等于100 N．当推力为70 N时，推力小于最大静摩擦力，木箱没动，其受到的是静摩擦力，由二力平衡条件知：摩擦力和推力大小相等，即摩擦力大小为70 N．当用150 N的水平力推木箱时，推力大于最大静摩擦力，木箱与地面发生相对滑动，此时木箱受到的是滑动摩擦力，大小为100 N．

小结：(1)计算摩擦力时应先判断是静摩擦力还是滑动摩擦力，不能用F＝μFN来计算静摩擦力；

(2)在没有告诉最大静摩擦力的情况下，常常利用最大静摩擦力跟滑动摩擦力近似相等来分析问题．

常见问题21: 摩擦力5

问题：

如图1—4—6所示，当水平拉力为F时，重为G的车轮刚能向台阶上滚．试分析此时车轮的受力情况．

解答:

解析：车轮受拉力F和重力G；车轮刚要向上滚动时，车轮与地面间不再挤压，地面对车轮的支持力为零；台阶对车轮的弹力垂直于接触面(圆的切线)指向圆心；车轮相对台阶有向下滑的趋势，台阶对车轮的静摩擦力F′沿切线向上．图1—4—7即为车轮的受力图示．

小结：(1)受力分析的一般步骤和方法：①明确研究对象 ②隔离物体分析 ③按先重力、后接触力(弹力、摩擦力)的顺序去分析．同时应注意分析时要防止“漏力”和“添力”．

(2)车轮刚要向上滚动是一临界状态．物理问题中经常涉及到各种各样的临界状态，分析此类问题时要善于抓住临界状态的特征，找出其对应的隐含条件．例如本题中临界状态的受力特征即为地面对车轮的弹力为零．

常见问题22: 摩擦力6

问题：

如图1—4—8所示，一辆汽车在平直公路上，车上有一木箱，试判断下列情况中，木箱所受摩擦力的方向．

图1—4—8

(1)汽车由静止加速运动时(木箱和车面无相对滑动)；

(2)汽车刹车时(二者无相对滑动)；

(3)汽车匀速运动时(二者无相对滑动)；

(4)汽车刹车，木箱在车上向前滑动时；

(5)汽车在匀速过程中突然加速，木箱在车上滑动时．

解答:

解析：(1)木箱随汽车一起由静止加速运动时，假设二者的接触面是光滑的，则汽车加速时，木箱由于惯性要保持原有静止状态．因此它将相对于汽车向后滑动，而实际木箱没有滑动，说明只有相对汽车向后滑动的趋势，所以，木箱受到向前的静摩擦力．

(2)汽车刹车时，速度减小，假设木箱与汽车的接触面是光滑的，则木箱将相对汽车向前滑动，而实际木箱没有滑动，说明只有相对汽车向前滑动的趋势，所以木箱受到向后的静摩擦力．

图1—4—9

(3)木箱随汽车一起匀速运动时，二者无相对滑动，假设木箱受水平向右的摩擦力，则其受力如图1—4—9所示，跟木箱接触的物体只有汽车，汽车最多能对它施加两个力(支持力F1和摩擦力F2)，由二力平衡条件知：F1与G抵消，但没有力与F2抵消．力是改变物体运动状态的原因，木箱在F2的作用下，速度将发生变化，不能做匀速直线运动，这与题意矛盾，所以假设错误，即木箱不受摩擦力．

(4)汽车刹车，木箱相对于汽车向前滑动，易知木箱受到向后的滑动摩擦力．

(5)汽车在匀速过程中突然加速，木箱相对于汽车向后滑动，易知木箱受到向前的滑动摩擦力．

小结：(1)假设法是判断相对运动趋势方向的有效方法；

(2)摩擦力的方向可以与物体运动的方向相同，也可以与物体运动的方向相反，即摩擦力可以是动力也可以是阻力；

(3)摩擦力总是阻碍物体间的相对运动，但不一定阻碍物体的运动；

(4)静摩擦力不仅仅存在于两静止的物体之间，两运动的物体间也可以有静摩擦力．

常见问题23: 摩擦力7

问题：

用劲度系数k=490N/m的弹簧沿水平方向拉一木板，在水平桌面上做匀速直线运动，弹簧的长度为12cm。若在木板上放一质量为5kg的物体，仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板，弹簧的长度为14cm。试求木板与水平桌面间的动摩擦因数μ。

解答:

精析 当只有木板在水平桌面上运动时，弹簧的拉力为 ，木板与桌面间的弹力

，则 ①

当木板上放一质量为△m=5kg的物体时，木板与桌面间的弹力 ，弹簧的拉力

②

由②-①得

说明 本题也提供了一种测量物体间动摩擦因数的方法。由于木板与桌面间的弹力变化，从而导致了木板与桌面间的滑动摩擦力也发生了变化，由于弹簧的弹力与形变量成正比，所以两次的弹力之差也就与弹簧两次长度之差成正比。

楼上,如果上面你自己打的........你无敌了