■张海军

摩擦力是力学中的三大常见性质力之一,相对于重力、弹力而言,它的产生机制更为复杂,理解起来也更加困难。要解决好与摩擦力相关的问题,就必须深刻理解并熟练应用其三个重要性质,即摩擦力方向的相对性、摩擦力的被动性、摩擦力的突变性。下面举例说明,以飨读者。

一、摩擦力方向的相对性

摩擦力是一种阻碍物体相对运动或者相对运动趋势的力。于是很多同学断章取义,想当然地认为摩擦力就是阻力,其方向与物体的运动方向或者运动趋势的方向相反,显然这种认识是错误的。摩擦力不仅有方向,而且其方向还具有相对性,即它始终与物体相对运动的方向或者相对运动趋势的方向相反。因此,要想判定摩擦力的方向应先判断研究对象相对于与它接触物体的运动方向或者运动趋势方向。

例1 如图1所示,将一质量为m的工件置于水平放置的粗糙钢板P上,已知工件与钢板之间的动摩擦因数为μ。光滑导槽M、N固定,工件由于导槽的作用只能沿导槽运动。现让钢板以速度v1向右运动,同时用一与导槽平行的力F拉动工件,使其以速度v2沿槽运动,则此拉力F的大小( )。

图1

A.大于μmg

B.小于μmg

C.等于μmg

D.不能确定

该题很容易错选C,主要原因是没有考虑到工件运动的相对性。

钢板向右运动,则工件以等大的速度相对于钢板向左运动,设工件相对于钢板向左运动的速度为v1′。另外工件沿槽有一速度v2,故工件相对于钢板的运动速度为v1′和v2的合速度v,如图2 甲所示。……