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(gè)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(gè)物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),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(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)方向,從而確定相應(yīng)的滑動(dòng)摩擦力或靜摩擦力的方向. 具體為:A、B兩個(gè)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(zhǔn)滾動(dòng)摩擦?xí)r摩擦力的方向,確定運(yùn)動(dòng)方向或運(yùn)動(dòng)方向A(受力物體)的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì); 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(dòng)等問題。 如果用第二個(gè)對(duì)象作為參照物,就非常容易出錯(cuò)。 要確定 B 上的摩擦力的方向,技術(shù)是相同的。
3、根據(jù)以上分析,我們可以總結(jié)出判斷摩擦力方向的“四步法”:
(1) 找出摩擦力的施力對(duì)象。
(2) 選擇這個(gè)施力對(duì)象作為參照對(duì)象。
(3)確定受力物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向。
(4)用“相反”來判斷摩擦力的方向。
經(jīng)典案例
例1 朋友小強(qiáng)在某段時(shí)間鍛煉時(shí),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(yùn)動(dòng),那么在這段時(shí)間內(nèi)( )
A、桿對(duì)他的摩擦力和他所受的重力是一對(duì)平衡力
B. 他對(duì)桿的壓力和對(duì)他的重力是一對(duì)平衡力
C、桿對(duì)他的摩擦力和重力對(duì)他的合力是垂直向上的
D、桿對(duì)他的摩擦力與重力對(duì)他的合力方向垂直向下
分析:有朋友認(rèn)為,人從桿子上爬下來,摩擦力制約著自己向下運(yùn)動(dòng),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(zhì),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(dòng)摩擦?xí)r摩擦力的方向,手相對(duì)桿有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),因?yàn)槟Σ亮χ萍s了物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),摩擦力的方向是向下的,其大小等于人的重力,所以桿對(duì)人的摩擦力和重力是一對(duì)平衡力。 因此,本題應(yīng)選A。
例2.車輛(前輪驅(qū)動(dòng))加速時(shí),前后輪的地面摩擦力方向?yàn)椋ǎ?span style="display:none">kMI物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
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(gè)問題的關(guān)鍵是分析車輛在運(yùn)動(dòng)過程中前后輪相對(duì)于地面的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),這就需要同事了解車輛的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和工作原理。 通常,車輛的底盤通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)推動(dòng)前輪工作。 此時(shí),前輪相對(duì)于地面有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì),而地面與后軸會(huì)形成一個(gè)摩擦力,制約這些相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),方向是向前的。 ,當(dāng)前輪滾動(dòng)時(shí),由于前耦合器和汽車連接在一起,車軸會(huì)被汽車向前推動(dòng),車輪和汽車都有向前移動(dòng)的趨勢(shì),所以地面的摩擦力在后輪向后。 因此,本題應(yīng)選B。
例3、用手緊握杯子,使杯子在垂直方向上處于靜止?fàn)顟B(tài)。 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(dòng)摩擦力大小和壓力大小的影響。 他們選錯(cuò)了A。 題目告訴我們杯子是靜止的,也就是說杯子在各個(gè)方向都是平衡的,杯子由于重力作用相對(duì)于手有一個(gè)向上的運(yùn)動(dòng)。 趨勢(shì),所以手和杯子的摩擦方向是向下的,用逆向思維,初始狀態(tài)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?fàn)顟B(tài)。 因此,本題應(yīng)選B。