如何判斷摩擦力的方向
1.首先利用形成摩擦的條件:
① 兩個物體相互接觸;
② 兩物體接觸面之間存在彈力;
③接觸面不光滑;
④如果兩個物體之間有相對運動或有相對運動的趨勢,判斷摩擦力是否存在。
2、選取摩擦力的施力物體作為參照物,確定兩物體之間的相對運動方向或相對運動的趨勢方向,從而確定相應的滑動摩擦力或靜摩擦力的方向. 具體為:A、B兩個物體之間存在摩擦,要確定A所受摩擦力的方向,①以B(施加力的物體)為基準滾動摩擦時摩擦力的方向,確定運動方向或運動方向A(受力物體)的運動趨勢; ②作用在A上的摩擦力方向與此方向相反; ③注意不要以第三物作為參照物,尤其是皮帶傳動等問題。 如果用第二個對象作為參照物,就非常容易出錯。 要確定 B 上的摩擦力的方向,技術是相同的。
3、根據以上分析,我們可以總結出判斷摩擦力方向的“四步法”:
(1) 找出摩擦力的施力對象。
(2) 選擇這個施力對象作為參照對象。
(3)確定受力物體的相對運動方向或相對運動趨勢方向。
(4)用“相反”來判斷摩擦力的方向。
經典案例
例1 朋友小強在某段時間鍛煉時,爬上了一根立桿。 如果他的爬升過程的某一段可以看作是勻速直線運動,那么在這段時間內( )
A、桿對他的摩擦力和他所受的重力是一對平衡力
B. 他對桿的壓力和對他的重力是一對平衡力
C、桿對他的摩擦力和重力對他的合力是垂直向上的
D、桿對他的摩擦力與重力對他的合力方向垂直向下
分析:有朋友認為,人從桿子上爬下來,摩擦力制約著自己向下運動,摩擦力的方向是向上的。 他們沒有從根本上理解摩擦力形成的本質,不管是人勻速爬下桿子,還是勻速沿桿子下落。 ,人向上握住桿滾動摩擦時摩擦力的方向,手相對桿有向上運動的趨勢,因為摩擦力制約了物體的相對運動趨勢,摩擦力的方向是向下的,其大小等于人的重力,所以桿對人的摩擦力和重力是一對平衡力。 因此,本題應選A。
例2.車輛(前輪驅動)加速時,前后輪的地面摩擦力方向為()
A. 前后輪均朝前 B. 后輪朝后,前輪朝前
C. 后輪向前,前輪向后 D. 前后輪都向后
分析:解決這個問題的關鍵是分析車輛在運動過程中前后輪相對于地面的運動趨勢,這就需要同事了解車輛的傳動機構和工作原理。 通常,車輛的底盤通過傳動機構推動前輪工作。 此時,前輪相對于地面有向后運動的趨勢,而地面與后軸會形成一個摩擦力,制約這些相對運動趨勢,方向是向前的。 ,當前輪滾動時,由于前耦合器和汽車連接在一起,車軸會被汽車向前推動,車輪和汽車都有向前移動的趨勢,所以地面的摩擦力在后輪向后。 因此,本題應選B。
例3、用手緊握杯子,使杯子在垂直方向上處于靜止狀態。 如果人手臂的力量增加一倍,則手在杯子上的摩擦力為()
A. 也加倍 B. 保持不變 C. 方向向上 D. 可以為零
分析:不少朋友受滑動摩擦力大小和壓力大小的影響。 他們選錯了A。 題目告訴我們杯子是靜止的,也就是說杯子在各個方向都是平衡的,杯子由于重力作用相對于手有一個向上的運動。 趨勢,所以手和杯子的摩擦方向是向下的,用逆向思維,初始狀態的摩擦方向等于重力。 如果臂力減小,摩擦力也減小,但向上的重力不變,作用在杯子上的合力是向下的,合力不為零,所以不能保持靜止狀態。 因此,本題應選B。