青島城陽區第二高級中學(李長青)
確定靜摩擦力的方向是中學物理的一個重點,也是很多學生不得不面對的問題。 很多教學參考書和教學雜志中介紹的方法是:采用假設法,假設接觸面光滑,確定物體的運動方向。 這個方向就是物體運動趨勢的方向,靜摩擦力與相對運動趨勢的方向相反。 問題是,很多學生就是不清楚“親戚”這個詞的含義。
我們仍然使用這種假設方法,但是將平滑度的假設改為真實平滑度。
步:
畫一張圖,將物體移離接觸面一段距離誰對誰摩擦力方向判斷口訣,使接觸面真正光滑(這樣物體和接觸面之間就沒有摩擦力)。
在物體與表面接觸的位置標記需要判斷摩擦力方向的點P。
在接觸面上標記出與P對應的接觸點P/(實際上是同一個點,只是分在兩個面上)。
根據題中給出的條件確定分離后P點相對于P/的移動方向。
P的運動方向就是物體沒有摩擦力時的運動方向。 物體上P點的靜摩擦力與運動方向相反。
氧氣
奧1
圖1
例1、如圖所示為皮帶傳動裝置示意圖,O1為主動輪,O2為從動輪。 兩個輪子水平放置。 當O1勻速順時針旋轉時,重10N的物體隨皮帶一起運動。 若物體與皮帶之間的最大靜摩擦力為5N,則圖中物體所受摩擦力的大小以及皮帶上P、Q摩擦力的方向為( )
A、5N、向下、向下
B、0、向下、向上
奧1
氧氣
圖2
C、0、向上、向上
D、0、向下、向下
分析:畫出分離圖如圖2所示。
O1是驅動輪。 當O1順時針勻速旋轉時,它向下旋轉,而P則不動。 可以判斷P點相對向上旋轉,因此皮帶上P點的靜摩擦力向下。
O2 是從動輪。 當皮帶隨O1轉動時,Q點向上移動但不動。 可以判斷,Q點相對于皮帶向上移動,因此皮帶Q點上的靜摩擦力向下。
示例 2. 由于物體隨皮帶以恒定速度移動,因此其受到的摩擦力為零。 綜上誰對誰摩擦力方向判斷口訣,選D。
示例:當有人向前推自行車時,地面面向前方