專題一：摩擦力專題
一、 明確摩擦力產生的條件
（1） 物體間直接接觸
（2） 接觸面粗糙
（3） 接觸面間有彈力存在
（4） 物體間有相對運動或相對運動趨勢
這四個條件緊密相連，缺一不可。顯然，兩物體不接觸，或雖接觸但接觸面是光滑的，則肯定不存在摩擦力。但滿足(1)、(2)而缺少(3)、 (4)中的任意一條，也不會有摩擦力。
如一塊磚緊靠在豎直牆，放手後讓其沿牆壁下滑，它滿足條件(1)、(2)、(4)，卻不具備條件(3)，即相互間無壓力，故磚不可能受到摩擦力作用。又如，靜止在粗糙水平面上的物體它滿足了條件(1)、 (2)、(3)，缺少條件(4)，當然也不存在摩擦力。
由於不明確摩擦力產生的條件，導致答題錯誤的事是經常發生的。
例1：如圖1所示，c是水平地面，、是兩個長方形物塊，f是作用在物塊上沿水平方向的力，物體和以相同的速度作勻速直線運動，由此可知，、間的動摩擦因數和、間的動摩擦因數有可能是（ ）
(a) 0， 0 (b) 0， 0
(c) 0， 0 (d) 0， 0
解析：本題中選、整體為研究物件，由於受推力的作用做勻速直線運動，可知地面對b的摩擦力一定水平向左，故0，對a受力分析可知，水平方向不受力，可能為0，可能不為0。正確答案為(b)、(d)
二、了解摩擦力的特點
摩擦力具有兩個顯著特點：(1)接觸性； (2)被動性。所謂接觸性，即指物體受摩擦力作用物體間必直接接觸(反之不一定成立)。
這種特點已經包括在摩擦力產生的條件裡，這裡不贅述。對於摩擦力的被動性，現仔細闡述。所謂被動性是指摩擦力隨外界約束因素變化而變化。
熟知的是靜摩擦力隨外力的變化而變化。
例2 ：如圖2所示，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力，即f1、f2和摩擦力作用，木塊處於靜止狀態，其中f1＝10n、f2＝2n，若撤去f1，則木塊在水平方向受到的合力為（ ）
(a)10n，方向向左 (b)6n，方向向右
(c)2n，方向向左d)零
解析；沒有撤去時，物體所受合外力為零，此時靜摩擦力大小為8n，方向向左。撤去以後，物體在作用下不可能沿水平方向發生運動狀態的改變，物體仍保擰靜止。此時地面對物體的靜摩擦力大小為2n，方向向右。
從上述分析可見靜摩擦力是被動力。答案應為(d)。對於滑動摩擦力同樣具有被動性。
三、 把握摩擦力大小和方向的計算和判斷
中學物理只談靜摩擦和滑動摩擦兩種(滾動摩擦不講)。其中沒有具體的計算公式，是隨外力變化的範圍值o≤≤，一般根據(1)平衡條件求；(2)根據物體運動狀態，由牛頓運動定律求。而不但可根據上述的 (1)、(2)方法求，還可以用公式計算
例3 如圖3所示，質量為、帶電量為+q的小物體，放在磁感應強度為b的勻強磁場中，粗糙擋板ab的寬度略大於小物體厚度。現給帶電體乙個水平向右的衝量，試分析帶電體所受摩擦力的情況。
解析：帶電體獲得水平初速，它在磁場中受洛侖茲力和重力，若，則帶電體作勻速直線運動，不受摩擦力作用；
若，則帶電體貼著a板前進，滑動摩擦力，速度越來越小，變小，當減小到，又有,它又不受摩擦力作用而勻速前進；
若，則帶電體貼著b板前進。滑動摩擦力；,它減速運動動直至靜止，而卻是變大的。
這充分說明也是具有被動性，所以摩擦力是被動力。了解摩擦力的上述特點在解題時就能因題致宜，靈活地思考，少走彎路，避免出錯。
對於滑動摩擦力的大小，還必須了解其與物體運動狀態無關，與接觸面積大小無關的特點。
例4 如圖4所示，一質量為m的貨物放在傾角為α的傳送帶上隨傳送帶一起向上或向下做加速運動。設加速度大小為α，試求兩種情況下貨物所受的摩擦力。
解析：物體m向上加速運動時，由於沿斜面向下有重力的分力，所以要使物體隨傳送帶向上加速運動，傳送帶對物體的摩擦力必定沿傳送帶向上。物體沿斜面向下加速運動時，摩擦力的方向要視加速度的大小而定，當加速度為某一合適值時，重力沿斜面方向的分力恰好提供了所需的合外力，則摩擦力為零；當加速度大於此值時，摩擦力應沿斜面向下；當加速度小於此值時，摩擦力應沿斜面向上。
向上加速運動時，由牛頓第二定律，得：所以f－mgsina=ma，方向沿斜面向上
向下加速運動時，由牛頓第二定律，得： mgsina－f＝ma(設f沿斜面向上)
所以f=mgsina－ma
當a0。與所設方向相同——沿斜面向上。
當a＝gsina時，f=0。即貨物與傳送帶間無摩擦力作用。
當a>gsina時，f<0。與所設方向相反——沿斜面向下。
小結：當物體加速運動而摩擦力方向不明確時，可先假設摩擦力向某一方向，然後應用牛頓第二定律匯出表示式，再結合具體情況進行討論
例5 如圖5所示，質量m=10kg的木楔abc靜止於水平地面上，動摩擦因數μ＝0.02，在木楔的傾角θ為300的斜面上有一質量m＝1.0 kg的物塊由靜止開始沿斜面下滑。
當滑行路程s＝1.4m時，其速度vt＝1.4m／s，在此過程中木楔沒有動。
求地面對木楔的摩擦力的大小和方向(g取10 m／s2)
解析：地面對木楔的摩擦力為靜摩擦力，但不一定為最大靜摩擦力，所以不能由fμ＝μfν來計算求得，只能根據物體的運動情況和受力情況來確定。
物塊沿斜面勻加速下滑，由可求得物塊下滑的加速度
可知物塊受到摩擦力的作用。
此條件下，物塊與木楔受力情況分別如圖6、圖7所示。
物塊沿斜面以加速度a下滑，對它沿斜面方向和垂直於斜面方向由牛頓第二定律有：
mgsinθ－fμ1＝ma mgcosθ－fn1＝0
木楔靜止，對它沿水平方向和豎直方向由牛頓第二定律，並注意fμ1ˊ與fμ1，f n1與fn1等值反向，有：fμ2+ fμ1cosθ－fn1sinθ＝0
由上面各式解得地面對木楔的摩擦力
此力方向與所設方向相同，由c指向b。
另外由以上幾式聯立還可以求出地面對木楔的支援力
顯然，這是由於物塊和木楔系統有向下的加速度而產生了失重現象。
對此題也可以系統為研究物件。在水平方向，木楔靜止，加速度為零，物塊加速度水平分量為。對系統在水平方向由牛頓第二定律，有
答案：0.61 n 方向由c→b
小結：(1)靜摩擦力的大小是個變數，它的大小常需要根據物體的運動狀態及摩擦力與物體所受其他力的關係來確定。
(2)由此題可看出，研究物件的選取對解題步驟的簡繁程度有很大的影響。
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