摩擦力方向的判断

编辑: 逍遥路 关键词: 高中物理 来源: 高中学习网


  两个相互接触的物体,当它们要发生或已发生相对运动时,就会在接触面上产生一种阻碍相对运动的力,这种力就叫做摩擦力。摩擦力发生在两个相互接触的物体之间,并且这两个物体“要发生或已发生相对运动”,这里的“要发生”是一种运动趋势,物体并没有发生相对运动,这种摩擦力叫静摩擦力。静摩擦力就是阻碍这种相对运动的趋势,所以静摩擦力的方向就与这个相对运动趋势的方向相反;已经发生了相对运动,产生的摩擦力叫滑动摩擦力,滑动摩擦力的方向也与这个相对运动的方向相反。

  人走路的时候,脚用力向后蹬地,人脚相对地面有向后的运动趋势,地面就阻碍人脚向后运动,所以就产生了向前的静摩擦力,在这个静摩擦力的作用下,人就向前运动了。当骑自行车向前运动的时候,人用力蹬车,通过链条传动,驱动后轮转动,后轮上与地面接触的点相对地面就产生了向后滑动的趋势,地面对后轮产生了向前的静摩擦力,在这个摩擦力的作用下,自行车就向前运动起来了;而前轮在后轮的推动作用下也要向前运动,地面就阻碍它向前,所以就产生了向后的摩擦力。这个摩擦力也是静摩擦力。当停止蹬车依靠惯性滑行或者人行走推行自行车时,前后轮都时被动轮,地面对它们产生的摩擦力都是向后的。由此可见:摩擦力有时候是物体运动的驱动力,有时充当了物体运动的阻力。当摩擦力充当动力时,摩擦力的方向与物体运动的方向相同;当摩擦力充当阻力时,摩擦力的方向与物体运动的方向相反。

  例1  小强同学某次锻炼身体时,沿竖直杆上爬,若他上爬过程中的某一段可以看作是匀速直线运动,则这段过程中(    )

  A. 杆对他的摩擦力和他受到的重力是一对平衡力

  B. 他对杆的压力和他受到的重力是一对平衡力

  C. 杆对他的摩擦力和他受到的重力合力方向竖直向下

  D. 杆对他的摩擦力和他受到的重力合力方向竖直向上

  解析:部分同学认为人向上爬杆,摩擦力阻碍人向上运动,摩擦力的方向向下,没有从根本上理解摩擦力产生的实质,无论是人向上匀速爬杆还是沿杆匀速下滑,人握紧杆是向下用力,手相对于杆来说有一个向下运动的趋势,由于摩擦力阻碍物体的相对运动趋势,摩擦力的方向向上,大小等于人的重力,所以杆对人的摩擦力和人受到的重力是一对平衡力。故本题应选A.

  例2. 汽车(后轮驱动)加速运动时,前后轮所受地面的摩擦力方向为(    )

  A. 前后轮均向前          B. 前轮向后,后轮前向

  C. 前轮向前,后轮向后     D. 前后轮均向后

  解析:解此题的关键是:分析清汽车在运动过程中前后轮相对于地面的运动趋势,这就要求同学们弄清汽车的传动机构及工作原理。一般汽车的发动机通过传动机构带动后轮工作,此时后轮转动相对于地面之间有向后运动的趋势,而地面与后轮之间会产生阻碍这种相对运动趋势的摩擦力,方向向前,当后轮滚动时,由于前轮轴与车是连在一起的,轴必会受到车向前的推动作用,轮和车都有了向前运动的趋势,所以地面对前轮的摩擦力向后。故本题应选B.

  例3. 用手握住一个瓶子,使瓶子在竖直方向处于静止状态,如果人的握力加倍则手对瓶子的摩擦力(    )

  A. 也加倍     B. 保持不变    C. 方向向下     D. 可以为零

  解析:相当多的同学受滑动摩擦力大小与压力大小有关,错选了A.题中告诉我们瓶子处于静止状态,说明瓶子在各方向受力平衡,瓶子受重力相对于手有一个向下运动的趋势,所以手对瓶子摩擦力的方向向上,采用逆向思维,初状态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,而向下的重力是不变的,瓶子所受的合力方向向上,合力不为零,也就不能保持静止状态。故本题应选B。

  类似题:如图,某人用100N的推力将重为20N的木块紧压在竖直的墙壁上,那么,木块受到墙壁的摩擦力(      )

  A. 方向向上,大小100N      B. 方向向上,大小20N

  C. 方向向下,大小100N        D. 方向向下,大小20N

  解析:木块保持静止,竖直方向上和水平方向上都受到平衡力的作用,竖直方向上的摩擦力和重力相平衡,所以摩擦力的方向向上,大小为20N,故答案为B

  作者:物理教师赵兴华


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