“四步法”判斷摩擦力方向

1、實(shí)用文檔“四步法”判斷摩擦力方向一、摩擦力方向的說(shuō)明對(duì)摩擦力方向，眾多教材中作如下說(shuō) 明：1、滑動(dòng)摩擦力的方向：跟接觸面相切， 并且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。2、靜摩擦力的方向：跟接觸面相切， 并且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。二、對(duì)“相對(duì)”二字的理解這里的“相對(duì)”顯然是“依靠一定條件 而存在，隨著一定條件而變化的（跟絕對(duì) 相對(duì)）”之意，那么“一定的條件”是什么 呢？聯(lián)想研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)的處理方式：我們總是事先選定另一物體作為參照物。即事先選擇另一物體假定不動(dòng)，再考查被研究物 體的運(yùn)動(dòng)情況。由此不難看出“一定的條件”是指選誰(shuí) 為參照物，那么應(yīng)該選誰(shuí)為參照物呢？ 一切 事實(shí)證明，應(yīng)該選摩擦力的施

2、力物體為參照 物。三、“四步法”的內(nèi)容根據(jù)以上分析，我們可以歸納判定摩擦 力方向的“四步法”如下：1、找出摩擦力的施力物體。2、選擇此施力物體為參照物。3、判斷受力物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向或相 對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向。4、用“相反”確定摩擦力的方向。四、實(shí)例解析1、摩擦力方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反， 阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。例1、某人用水平推力F拉著木箱在水 平地面上前進(jìn)，問(wèn)木箱所受摩擦力方向。若 木箱未被拉動(dòng)呢？解析：木箱所受摩擦力的施力物體為地 面，以地面為參照物，受力物體木箱向前運(yùn) 動(dòng)，可判定所受滑動(dòng)摩擦力方向向后，阻礙 物體的運(yùn)動(dòng)。若木箱未被拉動(dòng)，參照物仍為地面，木 箱在拉力作用下有向前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，可判定 木

3、箱所受靜摩擦力方向亦向后，阻礙木箱的 運(yùn)動(dòng)。2、摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同， 是動(dòng)力。例2,如圖一，傳送帶順時(shí)針運(yùn)行，在其 上放一初速度為零的工件 A,問(wèn)在A未達(dá)到 與傳送帶速度相等前，工件A所受摩擦力的 方向？解析：工件A所受摩擦力的施力物體為傳送帶，選傳送帶為參照物，在A未達(dá)到與傳送帶速度相等前，相對(duì)傳送帶在向左運(yùn)動(dòng)，所以工件 A所受滑動(dòng)摩擦力方向向右， 該力使工件A加速 運(yùn)動(dòng)。例3、分析人走路時(shí)，后腳所受摩擦力的 方向，假設(shè)腳不打滑。解析：摩擦力的施力物體為地面， 選地面 為參照物，當(dāng)后腳用力向后蹬地時(shí)，腳掌有 向后滑的趨勢(shì)（若地面光滑，則腳將后滑）, 可知腳掌所受靜摩擦力向前， 此即

4、為人前進(jìn) 的動(dòng)力。例4、分析人騎自行車前進(jìn)時(shí)，自行車前 后輪所受地面的摩擦力方向， 假設(shè)車輪不打 滑。解析：因?yàn)槭欠治龅孛鎸?duì)前后輪的摩擦力 方向，地面是施力物體，所以選地面為參照 物，分析前后輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況。自行車后輪是主動(dòng)輪，對(duì)車輪上與地面接 觸的A點(diǎn)來(lái)說(shuō)，如圖二，有向后運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)， 故A點(diǎn)所受靜摩擦力方向應(yīng)向前， 此摩擦力 為動(dòng)力，牽引自行車前進(jìn)。圖二圖三自行車前輪被車的架體推著前進(jìn)， 對(duì)前輪 上與地面接觸的B點(diǎn)來(lái)說(shuō)，如圖三，有向前 運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故B點(diǎn)所受靜摩擦力方向向后， 是自行車前進(jìn)的阻力之一。也許以上分析的難點(diǎn)在 A B點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng) 趨勢(shì)的方向的判斷，我們可以分別假想前后 兩輪不受地

5、面摩擦力，如某一車輪處于離地 的懸空狀態(tài)：若后輪離地，后輪仍將轉(zhuǎn)動(dòng)（動(dòng) 力來(lái)自人蹬踏腳板，鏈條傳動(dòng)），A點(diǎn)瞬時(shí)速度向后，即著地時(shí)為向后的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；若 前輪離地，前輪將不再轉(zhuǎn)動(dòng)而仍要隨車前進(jìn)（后輪推動(dòng)架體前進(jìn)），B點(diǎn)速度向前，即 著地時(shí)為向前運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。若人推車前進(jìn)而非騎車前進(jìn)，同理可分析 得到前后兩輪所受摩擦力均向后為阻力的 結(jié)論。3、摩擦力的方向與物體運(yùn)動(dòng)方向不相同， 也不相反。例5、如圖四，質(zhì)量為m的工件置于水平 放置的鋼板C上，二者間的動(dòng)摩擦因數(shù)為g 由于光滑導(dǎo)槽 A B的控制，工件只能沿水 平導(dǎo)槽運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)在使鋼板以速度 vi向右運(yùn) 動(dòng)，同時(shí)用力F拉動(dòng)工件（F方向與導(dǎo)槽平 行），使其以速度

6、V2沿導(dǎo)槽勻速運(yùn)動(dòng)，則 F 的大小為：（）A、等于m mg B、大于m mg C、小于“ mg D、不能確定解析：容易求得滑動(dòng)摩擦力的大小為以 mg此題考查的重點(diǎn)是滑動(dòng)摩擦力的方向。工件所受摩擦力的施力物體是鋼板C,選鋼板C為參照物，工件既在向Vi的反方向運(yùn) 動(dòng)，又在向V2的方向運(yùn)動(dòng)，所以工件的相對(duì) 運(yùn)動(dòng)方向如圖五（俯視圖）中 V的方向，即 工件所受滑動(dòng)摩擦力從mg的方向?yàn)閂的反 方向。B9圖四圖五圖六分析工件在導(dǎo)槽方向的受力， 如圖六（俯 視圖），易知F-mgCos。答案選Co例6,如圖七，工件A靜止在繞中心。勻 速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)盤上，問(wèn)工件A所受摩擦力 的方向。若轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)，假設(shè) A仍相對(duì)

7、轉(zhuǎn) 盤靜止，摩擦力方向又如何？解析：工件A所受摩擦力施力物體是轉(zhuǎn) 盤，選轉(zhuǎn)盤為參照物。轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件A在切向與轉(zhuǎn)盤一 起勻速運(yùn)動(dòng)無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)， 而在法向卻有 遠(yuǎn)離中心O的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以受到指向中心 O的靜摩擦力。轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，工件A不僅在法向仍有 遠(yuǎn)離中心O的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，而且在切向由于慣 性，有保持原來(lái)較小速度運(yùn)動(dòng)而具有的，與 線速度V方向相反的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)， 所以工件所受靜摩擦力應(yīng)指向如圖八（俯視圖）所示方 向，既阻礙法向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)又阻礙切向的運(yùn) 動(dòng)趨勢(shì)。圖七圖八其實(shí)該靜摩擦力在法向的分量提供工件 圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力， 而切向的分量提供 工件A切向的加速度，因此根據(jù)工件的運(yùn)動(dòng) 狀態(tài)亦可分析出其靜摩擦力的方向。五、小結(jié)“四步法”作為從正面理解摩擦力方向的 基礎(chǔ)方法，在判斷靜摩擦力方向時(shí)，有時(shí)不 如用假設(shè)法或根據(jù)物體的運(yùn)