“四步法”判斷摩擦力方向說課講解

1、精品文檔四步法”判斷摩擦力方向一、摩擦力方向的說明對摩擦力方向，眾多教材中作如下說 明：1、滑動摩擦力的方向：跟接觸面相切， 并且跟物體的相對運(yùn)動方向相反。2、靜摩擦力的方向：跟接觸面相切， 并且跟物體相對運(yùn)動趨勢的方向相反。二、對“相對”二字的理解 這里的“相對”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 相對）”之意，那么“一定的條件”是什么 呢？聯(lián)想研究物體的運(yùn)動時(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， 再考查被研究物 體的運(yùn)動情況。由此不難看出“一定的條件”是指選誰 為參照物， 那么應(yīng)該選誰為參照物呢？一切 事實(shí)證明，

2、應(yīng)該選摩擦力的施力物體為參照 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運(yùn)動方向或相 對運(yùn)動趨勢方向。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)動方向相反， 阻礙物體的運(yùn)動。例 1 、某人用水平推力 F 拉著木箱在水 平地面上前進(jìn)，問木箱所受摩擦力方向。若 木箱未被拉動呢？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，可判定所受滑動摩擦力方向向后，阻礙 物體的運(yùn)動。若木箱未被拉動，參照物仍為地面，木 箱在拉力作用下有

3、向前運(yùn)動的趨勢， 可判定 木箱所受靜摩擦力方向亦向后， 阻礙木箱的 運(yùn)動。2、摩擦力方向與物體運(yùn)動方向相同， 是動力。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？v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 對傳送帶在向左運(yùn)動，所以工件 A所受滑動摩擦力方向向右， 該力使工件A加速 運(yùn)動。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（若地面光滑，則腳將后滑

4、）： 可知腳掌所受靜摩擦力向前， 此即為人前進(jìn) 的動力。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η昂筝喌哪Σ亮?方向，地面是施力物體，所以選地面為參照 物，分析前后輪的相對運(yùn)動情況。自行車后輪是主動輪，對車輪上與地面接 觸的A點(diǎn)來說，如圖二，有向后運(yùn)動的趨勢， 故A點(diǎn)所受靜摩擦力方向應(yīng)向前， 此摩擦力 為動力，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)， 對前輪 上與地面接觸的B點(diǎn)來說，如圖三，有向前 運(yùn)動的趨勢，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)相對運(yùn)動 趨勢的方向的

5、判斷，我們可以分別假想前后 兩輪不受地面摩擦力，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（動 力來自人蹬踏腳板，鏈條傳動），A點(diǎn)瞬時(shí)速度向后，即著地時(shí)為向后的運(yùn)動趨勢；若 前輪離地，前輪將不再轉(zhuǎn)動而仍要隨車前進(jìn)（后輪推動架體前進(jìn)）， B 點(diǎn)速度向前，即 著地時(shí)為向前運(yùn)動趨勢。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,二者間的動摩擦因數(shù)為卩， 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，現(xiàn)在使鋼板以速度 v1 向右運(yùn)

6、動，同時(shí)用力 F 拉動工件（ F 方向與導(dǎo)槽平 行），使其以速度 v2 沿導(dǎo)槽勻速運(yùn)動，則 F 的大小為：（ ）A、等于卩mg B、大于卩mg C、小于卩 mg D、不能確定解析：容易求得滑動摩擦力的大小為卩 mg此題考查的重點(diǎn)是滑動摩擦力的方向。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，又在向V2的方向運(yùn)動，所以工件的相對 運(yùn)動方向如圖五（俯視圖）中 V的方向，即 工件所受滑動摩擦力卩mg的方向?yàn)閂的反 方向。B9v2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=y mgCosB。答案選C。例6,如圖七，工件A靜止在繞中心O勻

7、 速轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)盤上，問工件A所受摩擦力 的方向。若轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動，假設(shè) A仍相對轉(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)動時(shí)，工件A在切向與轉(zhuǎn)盤一 起勻速運(yùn)動無相對運(yùn)動趨勢， 而在法向卻有 遠(yuǎn)離中心0的運(yùn)動趨勢，所以受到指向中心 0的靜摩擦力。轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時(shí)，工件A不僅在法向仍有 遠(yuǎn)離中心0的運(yùn)動趨勢，而且在切向由于慣 性，有保持原來較小速度運(yùn)動而具有的，與 線速度V方向相反的運(yùn)動趨勢， 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)動趨勢又阻礙切向的運(yùn) 動趨勢。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 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