如何判断摩擦力的方向

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问:如何判断摩擦力的方向?

无忧物理学习网答:摩擦力的方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反。看似简单的一句话,其实理解却不是很容易的。摩擦力的方向是高中物理知识点的一个难点,这对高一新生来说是极大的挑战。

摩擦力的方向可以分开讨论,分别是滑动摩擦力的方向和静摩擦力的方向。

 

1、滑动摩擦力的方向确定

要判断滑动摩擦力的方向,首先要理解相对运动方向和运动方向这两个概念。物体的运动方向是相对地面而言,而相对运动方向则是相对于和它接触的物体而言。显然,两者参照物不一定相同。

如图所示,传送带速度v=2m/s,物体以初速度为0轻轻地放在传送带上,试分析物体在传送带上受到摩擦力的方向。

如何判断摩擦力的方向

错解:物体向右运动,所以木块受到向左的摩擦力

正解:实际上以地面为参考系,木块确实向右运动。但我们要判断滑动摩擦力的方向时,应该以接触面的物体为参考系。所以以传送带为参考系,木块初速度为0,而传送带v=2m/s,所以木块相对传送带而言是向左的,所以木块应该受到向右的摩擦力。

小结:我们要判断滑动摩擦力的方向时,要明确哪个是受力物体哪个是施力物体。要判断受力物体摩擦力方向,即以施力物体为参考系(即相对接触的另一物体为而言),却不是地面为参考系。除非该物体接触的是地面,我们才考虑以地面为参考系。

 

2、静摩擦力的方向

静摩擦力的方向,就是与相对运动趋势方向相反。但是由于运动趋势的方向比较难判断,我们通常可以利用受力分析来判断静摩擦力的方向。

比如下图,物体AB质量均为m,且保持相对静止,共同沿斜面匀速下滑,判断AB间、B与斜面间摩擦力的方向。

如何判断摩擦力的方向

解析:由于AB相对静止,而且是匀速运动,对A而言,其合力FA=0,对其受力分析知,fA=mgsinθ(静摩擦力),方向沿斜面向上。同样对B受力分析,B相对斜面运动,故受到的是滑动摩擦力,方向也是沿斜面向上,fB=2mgsinθ

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