1、精品文檔“四步法”判斷磨擦力方向一、摩擦力方向的說(shuō)明對(duì)磨擦力方向，諸多教材中作如下說(shuō)明：1、滑動(dòng)磨擦力的方向：跟接觸面相切車輪摩擦力方向的判斷，而且跟物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。2、靜磨擦力的方向：跟接觸面相切，而且跟物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。二、對(duì)“相對(duì)”二字的理解這兒的“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，這么“一定的條件”是哪些呢？聯(lián)想研究物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)的處理方法：我們總是事先選取另一物體作為參照物。留別先選擇另一物體假設(shè)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，這么應(yīng)當(dāng)選誰(shuí)為參照物呢？一切事實(shí)證明，應(yīng)當(dāng)選磨擦力的施力物體為
2、參照物。三、“四步法”的內(nèi)容精品文檔精品文檔按照以上剖析，我們可以歸納判斷磨擦力方向的“四步法”如下：1、找出磨擦力的施力物體。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”確定磨擦力的方向。四、實(shí)例解析1、摩擦力方向與物體的運(yùn)動(dòng)方向相反，妨礙物體的運(yùn)動(dòng)。例1、某人用水平推力F拉著木架在水平地面上前進(jìn)，問木架所受磨擦力方向。若木架未被帶動(dòng)呢？解析：木架所受磨擦力的施力物體為地面，以地面為參照物，受力物體木架往前運(yùn)動(dòng)，可判斷所受滑動(dòng)磨擦力方向向后，妨礙物體的運(yùn)動(dòng)。若木架未被帶動(dòng)，參照物仍為地面，木架在拉力作用下有往前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，可判斷木
3、箱所受靜磨擦力方向亦向后，妨礙木架的運(yùn)動(dòng)。2、摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向相同，是動(dòng)力。精品文檔精品文檔例2,如圖一，傳送帶順秒針運(yùn)行，在其上放一初速率為零的螺孔A,問在A未達(dá)到與傳送帶速率相等前，螺孔A所受磨擦力的方向？解析：型腔A所受磨擦力的施力物體為傳送帶，選傳送帶為參照物，在A未達(dá)到與傳送帶速率相等前，相對(duì)傳送帶在向左運(yùn)動(dòng)，所以型腔A所受滑動(dòng)磨擦力方向往右，該力使制件A加速運(yùn)動(dòng)。例3、分析人走路時(shí)，后腳所受磨擦力的方向，假定腳不抱死。解析：磨擦力的施力物體為地面，選地面為參照物，當(dāng)后腳使勁向后蹬地時(shí)，手掌有向后滑的趨勢(shì)（若地面光滑，則腳將后滑）,可知腳趾所受靜磨擦
4、力往前，此即為人前進(jìn)的動(dòng)力。例4、分析人騎單車前進(jìn)時(shí)，單車前前輪所受地面的磨擦力方向，假定車輪不打滑。解析：由于是剖析地面對(duì)前后輪的磨擦力方向，地面是施力物體，所以選地面為參照物，剖析前后輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)情況。單車前輪是主動(dòng)輪車輪摩擦力方向的判斷，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)所受靜磨擦力方向應(yīng)往前，此磨擦力為動(dòng)力，牽引單車前進(jìn)。圖二圖三單車后輪被車的架體推著前進(jìn)，對(duì)后輪上與地面接觸的B點(diǎn)來(lái)說(shuō)，如圖三，有往前運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故B點(diǎn)所受靜磨擦力方向向后，是單車前進(jìn)的阻力之一。其實(shí)以上剖析的難點(diǎn)在AB點(diǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向的判定，我們可以分別假想前
5、后三輪不受地面磨擦力，如某一車輪處于離地的懸空狀態(tài)：若前輪離地，前輪仍將轉(zhuǎn)動(dòng)（動(dòng)力來(lái)自人蹬踏手掌，鏈條傳動(dòng)），A點(diǎn)瞬時(shí)速率向后，即著地時(shí)為向后的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；若后輪離地，后輪將不再轉(zhuǎn)動(dòng)而仍要隨車前進(jìn)（前輪帶動(dòng)架體前進(jìn)），B點(diǎn)速率往前，即著地時(shí)為往前運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。若人傘車前進(jìn)而非開車前進(jìn)，同理可剖析得到前后三輪所受磨擦力均向后為阻力的推論。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的螺孔放在水平放置的厚板C上，兩者間的動(dòng)磨擦質(zhì)數(shù)為g因?yàn)楣饣瑢?dǎo)槽A、B的控制，螺孔只能沿水平導(dǎo)槽運(yùn)動(dòng)，如今使厚板以速率v1往右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)使勁F帶動(dòng)型腔（F方向與導(dǎo)槽平行
6、），使其以速率v2沿導(dǎo)槽勻速運(yùn)動(dòng)，則F的大小為：（）A、等于mmgB、大于“mgC、小于“mgD、不能確定解析：容易求得滑動(dòng)磨擦力的大小為以mg此題考查的重點(diǎn)是滑動(dòng)磨擦力的方向。型腔所受磨擦力的施力物體是厚板C，選厚板C為參照物，螺孔既在向Vi的反方向運(yùn)動(dòng)，又在向V2的方向運(yùn)動(dòng)，所以型腔的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向如圖五（俯瞰圖）中V的方向，即型腔所受滑動(dòng)磨擦力從mg的方向?yàn)閂的反方向。B9圖四圖五圖六剖析型腔在導(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，螺孔A靜止在繞中心。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的水平轉(zhuǎn)盤上，問型腔A所受磨擦力的方向。若轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)
7、動(dòng)，假定A仍相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，磨擦力方向又怎樣？解析：型腔A所受磨擦力施力物體是轉(zhuǎn)盤，選轉(zhuǎn)盤為參照物。轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺孔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)，所以深受指向中心O的靜磨擦力。轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，螺孔A除了在法向仍有遠(yuǎn)離中心O的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，但是在切向因?yàn)閼T性，有保持原先較小速率運(yùn)動(dòng)而具有的，與線速率V方向相反的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以型腔所受靜磨擦力應(yīng)指向如圖八（俯瞰圖）所示方向，既制約法向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)又阻撓切向的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。圖七圖八雖然該靜磨擦力在法向的份量提供型腔圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，而切向的份量提供型腔A切向的加速度，因而依據(jù)型腔的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)亦可剖析出其靜磨擦力的方向。五、小結(jié)“四步法”作為從正面理解磨擦力方向的基礎(chǔ)技巧，在判定靜磨擦力方向時(shí)，有時(shí)不如用假定法或依據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)應(yīng)用牛頓定理判別來(lái)得快捷，如實(shí)例中的例6。但用“四步法”分析物體所受磨擦力的方向，有利于中學(xué)生對(duì)磨擦力方向本質(zhì)的深入細(xì)致理解；有利于中學(xué)生對(duì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)及運(yùn)動(dòng)的合成分解的理解；有利于中學(xué)生對(duì)慣性及牛頓定理的理解。精品文檔
