圓周運動中磨擦力方向教學【摘要】：圓周運動中磨擦力方向的剖析是小學數學的一難點，本文選擇中學生易錯的幾個典型例題，從磨擦力的形成條件與牛頓第二定理結合，從兩方面剖析圓周運動中磨擦力的方向汽車運動摩擦力方向，使中學生初步把握圓周運動中磨擦力方向的剖析方式【關鍵詞】：圓周運動磨擦力方向圓周運動中磨擦力的方向剖析對于中學生來說是一個難點，教學中選擇了中學生易錯的幾個典型例題進行了剖析例題1、在水平湖面上，狗拉著雪橇做勻速圓周運動，O點為圓心.能正確的表示雪橇遭到的牽引力該題有兩個目的，一是借助牛頓第二定理解決勻速圓周運動的方式，指向圓心的合力提供向心力，二是告訴中學生剖析磨擦力時，要先剖析是滑動磨擦力還是靜磨擦力，這兩種磨擦力形成的誘因不同，方向的剖析方式也有所區別。雪橇在湖面上相對運動，雪橇遭到的是滑動磨擦力，方向與相對運動方向相反，故沿圓周的切線方向，雪橇做勻速圓周運動，指向圓心的合力提供向心力，答案選擇C例題2.一個圓盤在水平面內勻速轉動，角速率是面上距圓盤中心r的位置，有一個質量為m圓盤一起做勻速圓周運動運動，如圖1所示。關于物塊的向心力，甲、乙兩位朋友有兩種不同意見：甲覺得物體所需的向心力由圓盤對物體的靜磨擦力提供，靜磨擦力方向指向圓心；乙覺得物體有往前運動的趨勢，靜磨擦力方向向后，而不是和運動方向垂直，因而向心力不可能是由靜磨擦力提供。
你的意見是哪些？說明理由甲朋友是從牛頓第二定理的角度來剖析靜磨擦力的方向，做圓周運動的物體都須要給它提供向心力，而這兒的物體隨圓盤一起勻速轉動時，物體除遭到重力和圓盤給它的支持力這一對平衡力外，就只遭到圓盤給它的靜磨擦力，所以就是這個靜磨擦力提供了向心力，靜磨擦力的方向順著直徑指向圓心。乙朋友是從靜磨擦力的形成誘因來剖析的，從制約相對運動趨勢角度來剖析靜磨擦力的方向。只是乙覺得物體有往前運動的趨勢，這個相對運動的趨勢方向判定錯誤才引起的。運動趨勢方向判定總的原則應是先假設沒有磨擦力，而其他條件不變時，找出它在這一時刻和經歷極短時間的下一時刻之間的相對位移方向，這個相對位移方向，便是這時刻物體相對運動趨勢的方向設某時刻物體在水平勻速轉動圓盤上A點，如圖2所示。若這時刻無磨擦力，則物體相對地面將沿這點切線方向作勻速直線運動經極短時間Δt運動到B點，速率大小v=ωr。物體相對地面位移AB=ωrΔt，同時圓盤上A極短時，弦長可近似看成直線，，則有ACB為等邊三角形，物體相對于圓盤上A點的相對位移是CB，當Δt極短時CAB趨于于0，ACB=ABC=900，即OCB=1800，O、C、B在一條直線上。
這就是說，物體相對于圓盤A點有沿直徑向外的運動趨勢，而靜磨擦力方向與相對運動趨勢方向相反，因而靜磨擦力方向是沿直徑指向圓心的所示，滑塊相對于圓盤沿直徑向外運動，加深中學生的理解的比較剖析，讓中學生了解滑動磨擦力的方向剖析青河磨擦力的方向剖析方式有所不同汽車運動摩擦力方向，在分析磨擦力的方向時要先判定是滑動磨擦力還是靜磨擦力。有朋友在運用牛頓第二定理解決圓周運動時就記住了推論，指向圓心的合力提供向心力，靜磨擦力指向圓心提供向心力。所以安排了例題3變速圓周運動，跟勻速圓周運動去比較，使中學生進一步理解圓周運動中的磨擦力方向例題3.一個圓盤靜止在水平面內，大盤上距圓盤中心所示。當圓盤從靜止開始加速轉動，角速率ω漸漸減小的過程中，小物塊仍然隨圓盤一起做圓周運動，則物塊遭到的磨擦力Ff方向小物塊隨圓盤一起做變速圓周運動，從牛頓第二定理角度剖析，如圖5所示，物塊做圓周運動，須要一個指向圓心的力提供向心力，故分力F1順著直徑指向圓心，提供向心力，以改變速率的方向。同時，因為圓周運動的角速率不斷減小，物塊的線速率大小不斷減小，分力F2與弧形相切與線速率同向，改變速率的大小，兩分力合成后的方向為靜摩變速圓周運動的剖析，讓中學生明白勻速圓周運動與變速圓周運動中合力的處理是有所區別的。
勻速圓周運動則指向圓心的合力提供向心力，變速圓周運動中合外力順著直徑方向的分力提供向心力，改變速率的方向，合外力沿軌道切線方向的分力，改變速率的大小通過三個例題的剖析，歸納圓周運動中磨擦力的方向剖析方式，首先剖析是滑動磨擦力還是靜磨擦力。滑動磨擦力方向根據相對運動方向來剖析，靜磨擦力方向結合牛頓第二定理來剖析。其次是圓周運動的剖析，要分清是勻速圓周運動還是變速圓周運動。勻速圓周運動切線方向的分力等于零，則指向圓心的合力提供向心力。而變速圓周運動中合外力沿軌道切線方向的分力不等于零，合外力順著直徑方向的分力提供向心力第20卷第7-8
