如何正確判斷摩擦力的方向

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中物理 來源: 高中學習網(wǎng)

兩個相互接觸的物體,當它們要發(fā)生或已發(fā)生相對運動時,就會在接觸面上產(chǎn)生一種阻礙相對運動的力,這種力就叫做摩擦力。摩擦力發(fā)生在兩個相互接觸的物體之間,并且這兩個物體“要發(fā)生或已發(fā)生相對運動”,這里的“要發(fā)生”是一種運動趨勢,物體并沒有發(fā)生相對運動,這種摩擦力叫靜摩擦力。靜摩擦力就是阻礙這種相對運動的趨勢,所以靜摩擦力的方向就與這個相對運動趨勢的方向相反;已經(jīng)發(fā)生了相對運動,產(chǎn)生的摩擦力叫滑動摩擦力,滑動摩擦力的方向也與這個相對運動的方向相反。

人走路的時候,腳用力向后蹬地,人腳相對地面有向后的運動趨勢,地面就阻礙人腳向后運動,所以就產(chǎn)生了向前的靜摩擦力,在這個靜摩擦力的作用下,人就向前運動了。當騎自行車向前運動的時候,人用力蹬車,通過鏈條傳動,驅(qū)動后輪轉(zhuǎn)動,后輪上與地面接觸的點相對地面就產(chǎn)生了向后滑動的趨勢,地面對后輪產(chǎn)生了向前的靜摩擦力,在這個摩擦力的作用下,自行車就向前運動起來了;而前輪在后輪的推動作用下也要向前運動,地面就阻礙它向前,所以就產(chǎn)生了向后的摩擦力。這個摩擦力也是靜摩擦力。當停止蹬車依靠慣性滑行或者人行走推行自行車時,前后輪都時被動輪,地面對它們產(chǎn)生的摩擦力都是向后的。由此可見:摩擦力有時候是物體運動的驅(qū)動力,有時充當了物體運動的阻力。當摩擦力充當動力時,摩擦力的方向與物體運動的方向相同;當摩擦力充當阻力時,摩擦力的方向與物體運動的方向相反。

例1 小強同學某次鍛煉身體時,沿豎直桿上爬,若他上爬過程中的某一段可以看作是勻速直線運動,則這段過程中( )

A. 桿對他的摩擦力和他受到的重力是一對平衡力

B. 他對桿的壓力和他受到的重力是一對平衡力

C. 桿對他的摩擦力和他受到的重力合力方向豎直向下

D. 桿對他的摩擦力和他受到的重力合力方向豎直向上

解析:部分同學認為人向上爬桿,摩擦力阻礙人向上運動,摩擦力的方向向下,沒有從根本上理解摩擦力產(chǎn)生的實質(zhì),無論是人向上勻速爬桿還是沿桿勻速下滑,人握緊桿是向下用力,手相對于桿來說有一個向下運動的趨勢,由于摩擦力阻礙物體的相對運動趨勢,摩擦力的方向向上,大小等于人的重力,所以桿對人的摩擦力和人受到的重力是一對平衡力。故本題應選A.

例2. 汽車(后輪驅(qū)動)加速運動時,前后輪所受地面的摩擦力方向為( )

A. 前后輪均向前  B. 前輪向后,后輪前向

C. 前輪向前,后輪向后 D. 前后輪均向后

解析:解此題的關(guān)鍵是:分析清汽車在運動過程中前后輪相對于地面的運動趨勢,這就要求同學們弄清汽車的傳動機構(gòu)及工作原理。一般汽車的發(fā)動機通過傳動機構(gòu)帶動后輪工作,此時后輪轉(zhuǎn)動相對于地面之間有向后運動的趨勢,而地面與后輪之間會產(chǎn)生阻礙這種相對運動趨勢的摩擦力,方向向前,當后輪滾動時,由于前輪軸與車是連在一起的,軸必會受到車向前的推動作用,輪和車都有了向前運動的趨勢,所以地面對前輪的摩擦力向后。故本題應選B.

例3. 用手握住一個瓶子,使瓶子在豎直方向處于靜止狀態(tài),如果人的握力加倍則手對瓶子的摩擦力( )

A. 也加倍 B. 保持不變  C. 方向向下 D. 可以為零

解析:相當多的同學受滑動摩擦力大小與壓力大小有關(guān),錯選了A.題中告訴我們瓶子處于靜止狀態(tài),說明瓶子在各方向受力平衡,瓶子受重力相對于手有一個向下運動的趨勢,所以手對瓶子摩擦力的方向向上,采用逆向思維,初狀態(tài)摩擦力方向向上大小等于重力。如果握力增大,摩擦力也增大,而向下的重力是不變的,瓶子所受的合力方向向上,合力不為零,也就不能保持靜止狀態(tài)。故本題應選B。


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