一、冰壶和刹车
汽车刹车,轮胎在地面上留下痕迹。
两个都在"磨"——这就是滑动摩擦力。
(2026-10-15晚上10:05。外面开始有点风了。窗台上的那盆小绿萝被吹得叶子有点晃。)
2026年11月30日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。
物理老师打开投影仪,屏幕上放了一段视频。
冰壶场上,两个中国队员蹲着身子,跟着一个灰色的冰壶往前滑。手里拿着刷子,在冰壶前面猛刷地面。冰壶慢慢减速,最后停在圆心附近。
"冰壶为什么停下来?"
"摩擦力。"小理说。
"什么摩擦力?"
小理愣了一下。他想了想——冰壶在冰面上"滑",不是"静"。
"滑动摩擦力。"
"对。"老师说,然后换了一个画面。一辆黑色轿车在高速上紧急刹车,轮胎和地面摩擦出一段长长的黑色痕迹。
"这个呢?"
"也是滑动摩擦力。"
老师在黑板上写:
滑动摩擦力:两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在接触面上产生阻碍相对运动的力。
"产生滑动摩擦力,要满足三个条件。"
他一行一行写下来:
① 接触面粗糙(光滑面就没有)
② 相互接触且挤压(不接触就没有)
③ 有相对运动(不动就没有)
"满足这三个条件,才会出现滑动摩擦力。"
小理在笔记本上抄下来。
然后老师说:"滑动摩擦力的大小怎么算?"
他在黑板上写了第二个式子:
F_f = μF_N
"F_f 是滑动摩擦力,μ 是动摩擦因数,F_N 是接触面之间的压力。"
"μ 只跟接触面的材料和粗糙程度有关。"老师说,"它没有单位。"
小理举了个例子。"钢和钢的 μ 是 0.25,木和木的 μ 是 0.30——木头更'涩'一点。"
"对。"老师说,"你们看这张表——橡胶轮胎和路面,μ 是 0.71。这是所有材料里最大的——所以赛车的轮胎不能用光滑的。"
"花纹越深,μ 越大;μ 越大,刹车越灵。"
小理忽然明白了——为什么鞋底、轮胎、手套上都有花纹?因为要增大 μ。
他低头看了一眼自己的运动鞋。鞋底的花纹,已经磨了一半。他记得妈妈上个月说:"这鞋再穿两个月就得换。"
……原来,鞋底磨损,就是 μ 在变小。
材料越粗糙,摩擦力越大。
两个因素,一个公式。
① 定义:两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在接触面上产生阻碍相对运动的力。
② 产生条件:
• 接触面粗糙
• 相互接触且挤压
• 两物体间有相对运动
③ 方向:沿接触面,与物体相对运动方向相反。
④ 大小:F_f = μF_N(μ 是动摩擦因数,无单位,只与材料和粗糙程度有关)。
滑动摩擦才产生。
方向反着相对动,
大小等于 μF_N。
- 人民教育出版社课程教材研究所.《普通高中教科书·物理·必修第一册》第三章第2节「摩擦力」. 人民教育出版社, 2019: 86-89.
- 中华人民共和国教育部.《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》. 人民教育出版社, 2020: 15-18.
二、传送带上的木块
传送带在动,木块没动。
相对于传送带,木块在"往回滑"。
所以摩擦力"往前推"。
(冰壶的摩擦是"阻碍"运动。但传送带上的木块,摩擦力明明是"帮"它前进的。到底怎么判断?)
(10:34。教室里有点闷。讲台旁边那台风扇还在慢慢转,扇叶有点脏。)
2026年11月30日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。
老师在屏幕上放了一段视频。
一条灰色的传送带,匀速向右运动。一个木块被放到传送带左端——木块一开始是静止的,v₀ = 0。
木块没动。传送带在动。
然后木块被"拽"着往前走了。速度越来越快。最后,木块和传送带速度一样了。
"木块受到摩擦力了吗?"
"受了。"小理说,"不然它不会动。"
"摩擦力的方向?"
"向右。"
"为什么?"
小理想了想。
"木块和传送带比——木块慢,传送带快。所以相对于传送带,木块在'往回滑'。摩擦力要阻止这个'相对运动',所以往前推。"
"对。"老师说,"记住——摩擦力的方向,是与相对运动方向相反。不是与'运动'方向相反。"
他在黑板上写了三个词,用括号括起来:
相对于"谁"?
"摩擦力是'相对'于接触的那个物体。不是相对地面。"
"所以——"老师问,"木块和传送带速度一样之后,还有摩擦力吗?"
"没有了。"
"为什么?"
"因为没有相对运动了。"小理说,"两个一起动,相对静止。"
"没有相对运动,就没有滑动摩擦力。"
小理在笔记本上画了一个图。
他在木块上画了一个向右的箭头(摩擦力),在传送带上画了一个向右的箭头(传送带运动),又在木块下画了一个向左的箭头(相对运动)。
三个箭头,两个方向。看起来有点绕,但逻辑是通的。
然后老师补充了一句话:
"所以——摩擦力不一定是阻力。传送带上的木块,摩擦力是'动力'。"
"走在路上,我们脚底下的摩擦力也是动力。没有它,我们走不动。"
小理愣了一下。他从来没想过,"走路"这件事还需要摩擦力。
他试着在地上蹬了一下脚。确实——如果地上有一层冰,他就会打滑。脚底踩不住地,就没法往前走。
"摩擦力不是坏事。它是你能走路的原因。"
……原来"摩擦"这个词,是"帮助",不只是"阻碍"。
相对于地面,脚在往后滑。
所以地面给人一个向前的摩擦力。
① 沿接触面,与物体相对运动的方向相反。
② "相对"是相对于接触的物体,不是相对地面。
③ 判断步骤:找接触物体 → 判断相对运动方向 → 画出具体方向。
④ 摩擦力不一定是阻力。它可能与物体运动方向相同(如传送带带动物体)、相反,甚至垂直。
反着相对运动走。
摩擦不一定阻你,
有时正是"推"你走。
- 人教版《物理》必修第一册 第三章第2节「摩擦力」. 人民教育出版社, 2019: 89-91.
- 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 104-108.
三、握一瓶水
重力往下,摩擦力往上。
两个力大小相等。
(滑动摩擦力是"动"的时候有的。那"静"的时候,有摩擦力吗?)
(11:02。刚才有个同学从外面进来,把外套搭在椅背上。外套上还有点外面的潮气。)
2026年11月30日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。
老师拿起一个空的矿泉水瓶,问:"我松手,它会怎么样?"
"掉下来。"
他松手。瓶子掉在桌上,滚了一下,停了。
然后他把瓶子捡起来,用手握住。
"现在松手——"他一只手慢慢张开,另一只手还在握着瓶子。
"它掉吗?"
"不掉。"
"为什么?"
"因为有摩擦力。"小理说。
"什么摩擦力?瓶子在'滑'吗?"
小理愣了一下。瓶子没滑。瓶子只是被握住,静止着。
"静摩擦力。"他说。
老师在黑板上写:
静摩擦力:两个相互接触挤压而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力。
"产生条件——三个。"
① 接触面粗糙
② 相互接触且挤压
③ 有相对运动趋势
"注意——这里不是'相对运动',是'相对运动趋势'。"
"什么意思?"小理问。
"意思就是——"老师说,"如果我不握,瓶子会往下掉。'掉'是一种'运动趋势'。我的手阻止了它,所以对瓶子产生一个向上的静摩擦力。"
"那静摩擦力的大小是多少?"
"瓶子静止——所以合力为零。重力向下 mg,摩擦力必须向上 mg。"
老师在黑板上写:
F_f = G = mg
"也就是说——静摩擦力的大小,跟重力有关,跟握力无关。"
小理有点惊讶。"握得越紧,摩擦力不会更大吗?"
"不会。"老师说,"你握得越紧,只是最大静摩擦力变大。但只要瓶子还没滑,静摩擦力就刚好等于重力。"
然后他往瓶子里倒了一点水。
"现在瓶子重了——"他晃了晃,"静摩擦力变大。如果太重了,超过'最大静摩擦力',瓶子就滑下来。"
"静摩擦力随外力变化。但它有个上限——最大静摩擦力。"
小理低头画图。他在两个箭头中间画了一个等号:F_f = G。
他忽然想起,之前自己做题时总以为"摩擦力越大越好",其实不是——静摩擦力会自动调整,够用就行。
……原来"静静握着"这件事,本身是一种平衡。
超过最大值,物体滑动——静变滑动。
滑动摩擦力基本不变。
① 定义:两个相互接触挤压而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力。
② 产生条件:接触面粗糙 + 相互接触且挤压 + 有相对运动趋势。
③ 方向:沿接触面,与物体相对运动趋势方向相反。
④ 大小:0 < F ≤ F_max(随外力变化,由平衡条件或牛顿第二定律求解)。
⑤ 最大静摩擦力 F_max:略大于滑动摩擦力。
静摩擦才产生。
方向反着趋势走,
大小平衡来定它。
- 人教版《物理》必修第一册 第三章第2节「摩擦力」. 人民教育出版社, 2019: 91-94.
- 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 108-112.
四、斜着的传送带
它跟着传送带匀速往下走。
但它没有"滑"——是静摩擦力托着它。
(静摩擦力的方向是"反着趋势"。但趋势有时候不那么好判断。)
(11:28。刚才那个搭外套的同学,开始低头写作业了。笔尖在纸上有规律地划着。)
2026年11月30日,星期一,上午第二节。高一(3)班教室。
老师打开一段工厂视频。
一条倾斜的绿色传送带,往上运货——不对,是往下运货。传送带斜着向下,匀速转动。几个白色的麻袋放在传送带上,跟着一起慢慢往下滑。
但是——麻袋没有"滑"。它们和传送带之间是相对静止的。因为传送带在动,麻袋跟着它一起动。
"麻袋受到摩擦力吗?"
"受。"小理说。
"什么摩擦力?"
"静摩擦力。"
"方向呢?"
小理愣了一下。斜面上的静摩擦力,他不太确定。
"重力沿斜面向下的分力,"老师说,"会把麻袋往下拉。如果传送带不阻它,它就会滑下来。所以——静摩擦力的方向,沿斜面向上。"
"和重力沿斜面的分力平衡。"
小理点了点头。
然后老师又问:"如果在水平传送带上,物体跟着一起匀速运动,有摩擦力吗?"
"……没有?"
"对。匀速的时候,没有相对运动趋势,就没有摩擦力。"
老师补充了一句:"注意——斜面和水平面不一样。"
"斜面上有重力分力'拉'着物体往下,所以有静摩擦力;水平面上没有,所以没有。"
小理低头画图。他在斜面上画了一条垂直于接触面的线(重力分量),又画了一条沿斜面的线(静摩擦力),两条线相等。
然后他忽然想到一件事——
"老师,"他问,"如果在斜面上,物体跟着传送带往上运动呢?"
"静摩擦力仍然沿斜面向上。"老师说,"因为传送带往上走,物体也想跟着走,但重力往下拽,物体相对于传送带'往后滑'。所以静摩擦力'往前推'——也就是向上。"
小理仔细想了想。方向一直向上——无论传送带往上还是往下。因为重力一直往下,静摩擦力就得一直往上。
他又想到一件事——
"那如果传送带斜着,物体**站着不动**呢?"
"一样。只要物体静止在斜面上,静摩擦力就沿斜面向上,大小等于 mg sinθ。"
……原来静摩擦力的方向,有时候不看"运动",只看"重力的分量"。
重力有沿斜面向下的分量。
静摩擦力沿斜面向上——两者平衡。
① 沿接触面,与相对运动趋势方向相反。
② 判断相对运动趋势的方向:假设接触面光滑,物体将如何运动,那个方向就是相对运动趋势的方向。
③ 方向不一定与"运动"方向相反:
• 手握瓶子上楼梯——静摩擦力向上,与运动方向相同(动力)
• 手握瓶子原地不动——静摩擦力向上(与重力平衡)
• 站在扶梯上——静摩擦力与扶梯方向相同(动力)
• 站在水平地面上起步——静摩擦力向前(动力)
④ 静摩擦力不一定是阻力,它可能是动力。
反着趋势画摩擦。
不一定是阻力,
走路、上车都靠它。
- 人教版《物理》必修第一册 第三章第2节「摩擦力」. 人民教育出版社, 2019: 94-96.
- 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 112-116.
综合闯关
知识点总结
(12:10。写完了。窗外又开始下小雨。)
| 概念 | 定义/公式 | 关键点 |
|---|---|---|
| 摩擦力 | 两个相互接触的物体,当它们发生相对运动或具有相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力 | 两个条件之一:相对运动(滑动)或相对运动趋势(静) |
| 滑动摩擦力 | 两个互相接触挤压且发生相对运动的物体,在接触面上产生阻碍相对运动的力 | 条件:粗糙 + 接触挤压 + 有相对运动 |
| 滑动摩擦力方向 | 沿接触面,与相对运动方向相反 | 相对运动方向不是相对地面 |
| 滑动摩擦力大小 | F_f = μF_N | μ 是动摩擦因数,无单位,只与材料和粗糙程度有关 |
| 静摩擦力 | 两个互相接触挤压而保持相对静止的物体,当它们之间存在相对运动趋势时,在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力 | 条件:粗糙 + 接触挤压 + 有相对运动趋势 |
| 静摩擦力方向 | 沿接触面,与相对运动趋势方向相反 | 判断方法:假设接触面光滑,看物体怎么动 |
| 静摩擦力大小 | 0 < F_f ≤ F_max | 由平衡条件求解;与压力无关 |
| 最大静摩擦力 | F_max | 略大于滑动摩擦力 |
| 摩擦力是阻力还是动力? | 不一定 | 可能相反、可能相同、可能垂直 |
滑动摩擦才产生。
接触粗糙挤压趋势,
静摩擦才产生。
方向反着"相对"走,
不看地面只看它。
不一定都是阻力,
走路、上车都靠它。
参考资料
- 人民教育出版社课程教材研究所.《普通高中教科书·物理·必修第一册》第三章第2节「摩擦力」. 人民教育出版社, 2019: 86-96.
- 中华人民共和国教育部.《普通高中物理课程标准(2017年版2020年修订)》. 人民教育出版社, 2020: 15-18.
- 人教版《物理》教师教学用书·必修第一册. 人民教育出版社, 2019: 104-116.
- Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M.《费曼物理学讲义》第一卷, 第12章「力的特性」. 上海科学技术出版社: 110-118.


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