判斷摩擦力的存在及方向

01

判斷摩擦力是否存在

（1）由摩擦力産生的條件進行判斷

以下3個條件都滿足，則産生摩擦力：

①接觸面粗糙

②相互接觸且擠壓

③有相對運動（或相對運動趨勢）

（2）假設法

先假設不受摩擦力，看物體的運動情況是否符合描述，符合描述則不受摩擦力，反之則受摩擦力．

如下圖，木塊靜止在斜面上，先假設沒有摩擦力，木塊在重力G和支持力F支的合力（不為零）作用下不能保持靜止，會沿斜面向下運動，所以假設不成立，則木塊受到靜摩擦力，方向沿斜面向上（如紅色虛箭頭所示）．

02

判斷摩擦力的方向

（1）概念判斷法

摩擦力的方向與相對運動（或相對運動趨勢）的方向相反，所以可以先判斷相對運動（或相對運動趨勢）的方向，從而确定摩擦力的方向．具體步驟：

①判斷是否發生了相對運動，沒有就是靜摩擦，有就是動摩擦．

②若是靜摩擦，确定研究對象後，判斷它“想而不能”的運動方向，這個方向的反方向就是靜摩擦力的方向．

③若是動摩擦，确定研究對象後，判斷它相對于另一個和它接觸的物體的運動方向，這個方向的反方向就是動摩擦力的方向．

（2）二力平衡法

根據二力平衡的條件進行判定，步驟：

①确定研究對象；

②依據運動狀态判斷其是否處于平衡狀态（靜止或勻速直線運動）；

③畫出受力分析圖，判斷摩擦力方向．

如下圖，物塊豎直方向受重力和摩擦力，二力平衡，則摩擦力方向與重力方向相反，豎直向上．

【示範例題】

例題1.(單選題)用手握住一個啤酒瓶，啤酒瓶開口向上靜止在手中，以下各種說法中正确的是（ ）

A.啤酒瓶靜止在手中，是由于受到的摩擦力與重力平衡

B.啤酒瓶可能不受摩擦力的作用

C.啤酒瓶是否受到摩擦力，要看手握啤酒瓶的力有多大

D.啤酒瓶一定不受摩擦力的作用

【答案】A

【解析】可以用假設法，在豎直方向，啤酒瓶受到重力，如果沒有摩擦力，則啤酒瓶會在重力作用下向下運動，不會保持靜止，所以假設不成立，啤酒瓶受到靜摩擦力．

例題2.(單選題)自行車用力蹬而前進時，後輪受到摩擦力的方向是（ ）

A.向後

B.向前

C.沒有摩擦力

D.有時向前有時向後

【答案】B

【解析】運用概念判斷法：

（1）後輪和地面沒有發生相對運動，屬于靜摩擦．

（2）後輪相對于地面“想向後而不能”，摩擦力的方向與“後”相反，所以摩擦力向前．

02

判斷摩擦力的大小

難點

三種摩擦力大小的判斷

（1）首先根據運動情況判斷是滑動摩擦、滾動摩擦，還是靜摩擦．

（2）①如果為滑動摩擦，根據壓力大小、接觸面的粗糙程度來判斷摩擦力的大小，壓力越大，接觸面越粗糙，摩擦力越大（隻要壓力和接觸面的粗糙程度不變，無論物體相對運動速度如何變化，滑動摩擦力的大小都不變）；

②如果為相同情況下的滾動摩擦，其摩擦力大小比滑動摩擦力要小；

③如果為靜摩擦，則根據二力平衡，通過受力分析，求靜摩擦力的大小（靜摩擦力的大小跟與之反向的力的大小相同）．

【示範例題】

例題1.(多選題)如下圖，物體所受的推力F随時間的變化關系如圖甲所示，物體的運動情況如圖乙所示，以下說法正确的是（ ）

A.前6 s内物體所受的摩擦力的大小不變

B.前2 s内物體所受的摩擦力等于4 N

C.第2～4 s内物體所受的摩擦力等于12 N

D.第2～4 s内物體所受的摩擦力等于8 N

【答案】BD

【解析】（1）首先分析物體的運動情況：前2 s内物體靜止，受到靜摩擦力；2～6 s内物體運動，受到滑動摩擦力，且其大小不變．

（2）①前2 s内的受力分析如下，二力平衡，則f1=F1=4 N．

②第2～4 s内的受力分析如下，根據力與運動的關系可知f2＜F2=12 N．

③第4～6 s内的受力分析如下，由二力平衡得f3=F3=8 N．且f2=f3=8 N．

例題2.(多選題)用手握住一個啤酒瓶，啤酒瓶開口向上靜止在手中，以下各種說法中正确的是（ ）

A.啤酒瓶靜止在手中，受到一對平衡力的作用

B.手握啤酒瓶的力增大時，瓶子受到的靜摩擦力也增大

C.手握啤酒瓶的力增大時，瓶子所受的靜摩擦力不變

D.若啤酒瓶原來為空瓶，向瓶内注水的過程中，啤酒瓶仍靜止，則它受到的摩擦力增大

【答案】CD

【解析】（1）啤酒瓶靜止，受到靜摩擦力；

（2）其受力分析如下圖，摩擦力和重力為一對平衡力，左右壓力為一對平衡力．隻有當重力的大小改變時，摩擦力的大小才會改變．

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