如何判断摩擦力的方向

浅谈如何判断摩擦力的方向

曲靖市宣威市龙潭镇第二中学张玉才

关于摩擦力的方向判断，在初中物理教学中，经常会碰到，对于初次接触到摩擦力的同学们来讲，感觉无从下手、难以判断。而摩擦力是初中物理教学的难点、重点，因此解决摩擦力的问题尤为关键。在初中阶段，主要研究两类摩擦力：一类是滑动摩擦力，另一类是静摩擦力。那么这二类摩擦力的方向究竟应该如何来确定呢？

一、依据摩擦力的概念来确定

要依据摩擦力的概念进行分析，首先应明确研究对象（一般选受力物体）和参照物（一般选择施力物体），再弄清研究对象相对参照物的运动方向，然后由摩擦力的概念可判断出研究对象所受摩擦力的方向。

1、滑动摩擦力方向的判定

人教版八年级物理下册教材中，对滑动摩擦力作如下定义：两个相互接触的物体，当它们相对滑动时，在接触面上会产生一种阻碍相对运动的力，这种力叫做滑动摩擦力。从概念上分析，首先产生摩擦力的两个物体（施力物体和受力物体）必须接触。其二，这两个物体之间必须相对滑动，即受力物体相对于施力物体（参照物）要有位置的变化。其三，摩擦力的作用是施力物体作用在受力物体上阻碍受力

物体做相对运动（相对于施力物体）。因此，在分析滑动摩擦力的方向时，可以按照以下四个步骤进行分析：一是确定滑动摩擦力的受力物体。二是确定滑动摩擦力的施力物体，并将其作为参照物（假定不动）。三是判定受力物体相对于施力物体的运动方向。四是滑动摩擦力的方向与此受力物体相对的运动方向相反。这样就可以准确的判定滑动摩擦力的方向了。

例1、A、B两物体叠放在一起，两物体都沿水平面向右运动，A 的速度为，B的速度为，并且＜，问A、B两物体间的摩擦力的方向如何？

按照以上四步分析：①受力物体──木块A。②施力物体──木板B（参照物）。③受力物体相对运动方向──木块A水平向左运动。

④滑动摩擦力的方向──水平向右（与实际运动的木块A运动方向相同）。故A受到B对它的摩擦力是水平向右。

同理：①受力物体──木块B。②施力物体──木板A（参照物）。

③受力物体相对运动方向──木块B水平向右运动。④滑动摩擦力的方向──水平向左（与实际运动的木块A运动方向相反）。故B受到A对它的摩擦力是水平向左。

2、静摩擦力方向的判定

什么是静摩擦力？当相互接触的两个物体相对静止，但是存在相对运动的趋势时，在接触面上会产生一个阻碍相对运动的力，这种力就叫静摩擦力。不难看出，静摩擦力与滑动摩擦力仅在是否相对运动上有区别。静摩擦力的产生，虽然两个物体之间没有相对滑动，但是有相对滑动的趋势，我们在分析静摩擦力的方向时，可以将这个运动的趋势想象成相对滑动的方向，按照上面分析滑动摩擦力方向的四个步骤，同样可以准确地分析出静摩擦力的方向。举例说明：例2、如图所示，传送带沿顺时针方向运行，在其上方有一物件A，物件A与传送带之间始终无相对

滑动，当传送带突然加速向右运行

时，判断物件A所受摩擦力的方向。

根据上面的四个步骤分析如下：①受力物体──物件A。②施力物体──传送带（参照物）。③受力物体相对运动趋势──水平向左（传送带突然加速，物件A由于惯性，保持原来的速度运动，以传送带为参照物，物件A有向左运动的趋势）。④静摩擦力的方向──水平向右。

综上所述，判断摩擦力的方向，切不能根据生活经验主观臆断，而应该紧紧围绕摩擦力的概念进行分析，才能得到一个正确的结果。

二、应用假设的方法来确定

此法通常用来判断相对静止的物体间所受静摩擦力的方向。首先假设接触面光滑，即物体间不受摩擦力，再确定研究对象与参照物（接

触的物体）之间是否出现相对运动的情况，若发生相对运动，则说明原来存在相对运动趋势，有静摩擦力。最后确定研究对象所受到的摩擦力的方向，即相对运动趋势相反的方向为静摩擦力的方向。

例3、如图所示，物体A在水平推力F的作用下靠墙保持静止不动，则物体是否受到摩擦力？

分析：假设墙面光滑，即物体A不受摩擦力的作用，物体在竖直方向上只受到重力作用，不可能保持静止，相对于墙竖直向下运动。故假设错误，即物体受到静摩擦力的作用，且摩擦力的方向与相对于墙竖直向下运动趋势的方向相反。即摩擦力的方向为竖直向上。

不是只有静止的物体才受到静摩擦力的作用，运动的物体同样可以受到静摩擦力作用。

例4、在水平面上有A、B两物体，力F作用在B物体上，在F 作用下，A、B一起向右做加速运动，判断A、B两物体间的摩擦力。

分析：A、B一起向右运动，虽然A、B都是运动的，但是A和B 却是相对静止的，如果有摩擦力，也是静摩擦力。假设A、B间光滑，物体A不受摩擦力的作用，则A不会随着B一起运动，将相对于B向

左运动，故此时A有相对于B向左的运动趋势，所以A将受到B对它的向右的静摩擦力。

三：用二力平衡的知识来判断

例5、已知m与竖直墙的接触面粗糙。F垂直于墙面。求：

①m静止时，m受到的摩擦力方向。

②m沿墙匀速向下运动时，受到的摩擦力方向。

分析：①m受到与F方向相反的弹力N，这是墙施加的弹力与外力F平衡，保证了m处于静止平衡态。又由于物体受重力，故它有向下运动的趋势，结合接触面粗糙这一条件，可知物体m必受静摩擦力f。在竖直方向上，物体受静摩擦力f与物体所受重力G是一对平衡力，故静摩擦力f方向是竖直向上。其受力情况如图：

②当m沿墙向下运动时，m与墙之间有相对运动。由于m沿墙运动，故在垂直于墙的方向上必受弹力N，以使此方向上物体受力平衡，加之接触面粗糙，故m必受滑动摩擦力f。在竖直方向上，滑动摩擦力f与物体所受重力G是一对平衡力，方向与重力方向相反，故滑动摩擦力f方向是竖直向上。其受力情况如图：

四、由力的作用效果来判断

例6、赵刚同学每天都骑自行车去上学，问自行车前进时，前后轮受到的摩擦力的方向？

分析：我们知道自行车必须要骑会向前运动，我们骑的时候产生的效果就是让后轮转动，而后轮产生的效果就是使整个自行车向前运动。所以后轮是使自行车向前运动的车轮叫主动轮，那么后轮产生的摩擦力应该是向前的。然而前轮在整个自行车前进的过程中只起到支起自行车使之平衡和改变运动方

向的作用。它是随着后轮的运动而运动的叫从动轮，它在运动过程中阻碍了整个自行车的运动。故它受到的摩擦力方向向后。

五、根据力的作用是相互的来判断

根据力的相互性，若甲、乙两物体间有静摩擦力，并且能判断出甲对乙的静摩擦力的方向，则乙对甲的静摩擦力的方向与甲对乙的静摩擦力的方向相反。

例7、如图所示，物体A、B叠放在光滑水平面上，水平恒力F 作用于B物体，使A、B一起向右加速运动，试分析A、B间相互作用