摩擦力大小和方向的确定

1、北京四中摩擦力大小和方向的确定1. 摩擦力的方向，应沿着接触面的切线方向，并且与相对运动（或相对运动趋 势）的方向相反，应当强调，物体所受摩擦力方向与物体的运动无必然联系，它可 以与物体运动方向相反，也可以与物体运动方向相同，摩擦力所阻碍的不是物体的运动，而是物体间的相对运动或相对运动趋势。要 充分理解相对运动的含义，所谓相对运动趋势的方向就是假定物体间没有摩擦力时 物体相对运动的方向。2. 确定摩擦力的大小，首先必须分清摩擦力的种类，即是滑动摩擦力还是静摩 擦力。静摩擦力产生在有相对运动趋势时，但又相对静止的物体之间，其大小没有定 值和现成的计算公式，必须分析它们的运动状态和其它条件，然后根

2、据物体的平衡 或牛顿运动定律通过计算来确定。滑动摩擦力大小跟正压力成正比，其公式为f= No它与接触面面积的大小无关；与物体的运动状态无关；与沿物体接触面切线方向上的外力大小无关。放置在水平面上的物体，在不断增加的水平外力F作用下，其摩擦力 f与水平外力F的关系可用图像来表达 （如图所示）。认真分析理解此图像，对静摩擦力和滑动摩擦力的认识将会更加透彻。在分析具体的力学问题时，应特别注意摩擦力产生的条件以确定摩擦力的有无， 接触面光滑显然无摩擦力；接触面粗糙，但物体间既无相对运动又无相对运动的趋 势，物体间也不存在摩擦力，如放在匀速运动的水平传送带上的物体，当速度与传 送带相等时，它与传送带间就

3、无摩擦力；接触面粗糙，物体间也有相对运动，但相 互间无挤压，摩擦力还是不存在， 如一块砖紧靠在竖直的墙，放手让砖沿墙壁下滑, 砖是不可能受到摩擦力的。典型例题：例1、已知m与竖直墙的接触面粗糙。F垂直于墙面。求： m静止时，m受到的摩擦力。 m沿墙向下运动时，受到的摩擦力。分析：m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，所以结合接触面粗 糙这一条件，可知物体m必受静摩擦力f,大小：f=G ,其受力情况如图：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

4、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,其方向与相对运动方向相反；即f竖直向上。大小：f= N= Fo如图所示：F N"g例2、如图所示，用外力 F水平压在质量为 m的物体上（设受力 F的面绝对光 滑），恰好使物体静止，此时物体与墙之间的摩擦力大小为 ;如将F增大 2F,物体与墙之间的摩擦力大小为 。分析与解答：当外力为F时，物体恰好静止，说明摩擦力与重力mg平衡，故此时摩擦力大小为mg；当外力增大到 2F时，物体仍静止，可知此时摩擦力大小仍然等于mg。说明：在进行摩擦力计算时，首先应分析物体所处的状态，判明所求摩擦力是滑动摩擦还是静摩擦，静摩擦力是被动力，其作用是与使物体产生运动趋势的力相平衡，在取值范围内，静摩擦力是根据物体的需要”取值，所以静摩擦力与正压力无关，但两物体之间的最大静摩擦力与正压力大小有