判斷摩擦力大小和方向的方法

唐衛(wèi)

摩擦力是生活中常見(jiàn)的一種力，它包括滑動(dòng)摩擦力、靜摩擦力和滾動(dòng)摩擦力，是初中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn)之一。許多同學(xué)常常對(duì)摩擦力的大小和方向感到困惑，下面通過(guò)幾道例題進(jìn)行探討。

一、摩擦力的大小

當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，它所受的力是平衡力，所以可以根據(jù)二力平衡的條件判斷摩擦力的大小。

例1（2020·內(nèi)蒙古·呼和浩特）在物理學(xué)中，力和運(yùn)動(dòng)正確關(guān)系的得出，從亞里士多德到牛頓，歷經(jīng)了兩千多年。如圖1，水平地面上的物體，在水平向右拉力的作用下，從t = 0 s開(kāi)始，物體的運(yùn)動(dòng)情況如圖2。對(duì)于這個(gè)過(guò)程力和運(yùn)動(dòng)描述正確的是（ ）。

A. 該物體一直做勻速直線運(yùn)動(dòng)

B. t = 1 s時(shí)，若F = 3 N，則地面的滑動(dòng)摩擦力也為3 N

C. 從t = 0 s到t = 6 s的過(guò)程中，力F在逐漸增大

D. 物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)階段的速度為2 m/s

答案：D

檢測(cè)1（2020·江蘇·鎮(zhèn)江）如圖3所示，棋子P、Q疊放在一起靜止在水平桌面上，用尺將Q快速水平擊打出去，則（ ）。

A. 擊打前，Q在兩個(gè)力的作用下處于平衡狀態(tài)

B. Q在P的下方滑動(dòng)時(shí)，P受到摩擦力的作用

C. 離開(kāi)P后滑動(dòng)過(guò)程中，Q受到的摩擦力逐漸減小

D. 離開(kāi)P后滑動(dòng)過(guò)程中，Q的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持不變

答案：B

二、摩擦力的方向

在非光滑的接觸面上，只有物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生摩擦力。摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反。

例2（2020·浙江·杭州）連接在水平桌面上的物體M兩端的輕質(zhì)細(xì)繩分別繞過(guò)定滑輪與A、B相連，細(xì)繩恰好水平，如圖4所示。當(dāng)A重3 N，B重5 N時(shí)，M恰好做水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，若滑輪摩擦不計(jì)，此時(shí)M受到的摩擦力大小為_(kāi)_________N，方向是____________________。當(dāng)B剛觸地時(shí)，若A、M都不會(huì)與滑輪組相碰，M受到的摩擦力方向是____________________。

解析：當(dāng)A重3 N，B重5 N時(shí)，M恰好做水平勻速直線運(yùn)動(dòng)，則M在水平方向上受到三個(gè)力的作用：A對(duì)M 3 N的拉力、B對(duì)M 5 N的拉力、桌面對(duì)M的摩擦力，這三個(gè)力平衡，則摩擦力的大小為f = 5 N - 3 N = 2 N，摩擦力的方向是水平向左的;當(dāng)B剛觸地時(shí)，M由于慣性，仍然會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，則M受到的摩擦力方向是水平向左的。

答案：2? ?水平向左? ?水平向左

檢測(cè)2（2020·四川·瀘州）如圖5，瀘州云龍機(jī)場(chǎng)用傳送帶為顧客運(yùn)送行李，主要有水平運(yùn)送和沿斜面運(yùn)送兩種形式，如圖6為水平傳送帶甲，如圖7為傾斜傳送帶乙。當(dāng)行李隨傳送帶一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，甲傳送帶上的行李所受的摩擦力__________（選填“等于零”或“不等于零”），乙傳送帶上的行李所受的摩擦力__________（選填“等于零”或“不等于零”）。如果乙傳送帶上的行李隨傳送帶向下做勻速運(yùn)動(dòng)，則行李在運(yùn)動(dòng)中受到的摩擦力方向沿傳送帶__________（選填“向上”或“向下”）。

答案：等于零? ?不等于零? ? 向上