浅析摩擦力的方向

郑佳

摘 要：初中物理力学是难点也是重点，而解决摩擦力的问题尤为关键。摩擦力方向的判断，是初中物理的一个难点。对于刚接触初中物理的初二学生来说，在学习这部分内容时，绝大多数学生虽然对摩擦力的概念能理解，但碰到具体关于摩擦力方向问题往往一筹莫展。下面来谈一谈自己判断摩擦力方向的一点体会。

关键词：摩擦力 方向 相对运动

一、定义法

滑动摩擦力方向：用“定义法”分析滑动摩擦力的方向关键是在于区分“运动方向”和“相对运动方向”这两个概念。我们所说“运动方向”是物体相对于“地面”而言的，而相对运动方向是物体相对于“施加摩擦力的物体”而言的。清楚了这两个概念，那我们就掌握了解题要领……

例1：如图，在匀速顺时针转动的输送带上，将一袋大米以初速度为零轻轻放在传送带上，试分析米袋在水平方向受到的摩擦力的方向。

错解：米袋放在传送带时后，将在滑动摩擦力的带动下相对地面向右运动，则物体受到的摩擦力方向向左。

错解分析：米袋向右运动是对的（以地面为参考系），但米袋相对传送带（以A点为参考点）的运动方向是向左的（而不是相对地面，与地面无任何关系），所以受到的摩擦力的方向是向右的。错误的原因是错把运动方向当成了相对运动方向。

下面我们用“定义法”来解决这个问题，可以分这么三步走：

（1）应该明确受力物体和施力物体。

（2）明确受力物体相对施力物体的相对运动方向，而不是受力物体相对地面或其他的参考系，这点是非常重要的。因为摩擦力是发生在受力物体施力物体之间，与任何其他物体无关，这是学生常犯的错误，尤其老是以地面为参考系，判断物体相对于地面的方向。

（3）摩擦力的方向和第二步判断出的相对运动的方向相反。

其中（2）应该是最重要的一步，当然也是最难的一步。如上例，学生就是在这点上常犯错误。

正确解答：第一步，因为分析的是米袋和传送带之间的摩擦力，所以受力物体是米袋，施力物体是传送带（而不是地面）；第二步，分析米袋相对于传送带运动的方向（以A点为参考点）向左。第三步，摩擦力的方向和相对运动方向相反向右。

静摩擦力：对于静摩擦力，判断的方法仍然遵守上面的三个步骤，只是将判断“相对运动方向”改为“相对运动趋势”。诚然，要搞清楚这个运动趋势还是不容易的，我们可以用假设法，假设接触面光滑没有摩擦力，看物体的相对运动方向，由此判定相对运动趋势的方向[1]。

例2：如图所示，叠在一起的物体A和B，在大小为F的力的作用下，AB一起同时沿水平面作匀速直线运动，试分析物体B受到A的摩擦力的方向。

错解：物体B有向右运动的趋势，所以受到的摩擦力的方向是向左的。

错解方向：物体B有向右运动的趋势不假，但这个相对运动趋势是相对于地面的，不是相对A的。而问题是让我们分析A和B之间的摩擦力，应该分析B相对A的相对运动趋势方向。

正确解答：第一步，因为分析的是A和B之间的摩擦力，所以受力物体是B，施力物体是A（而不是地面）。第二步，分析B相对A的相对运动趋势方向。假设A和B没有摩擦力，则A应该相对B向右滑动，所以A相对B有向右运动的趋势，而B相对A就有向左运动的趋势，所以B受到A的摩擦力应该是向右的。

二、二力平衡法

有时我们也可从二力平衡角度来判断摩擦力的方向也是一种不错的选择。

静摩擦力：比如例2，我们可以对B物体来进行受力分析，B物体的下表面受到地面的摩擦力为向左（把AB两个物体看作一个整体，这个整体水平方向上受到向右的拉力F，因为它做匀速直线运动，所以受到的地面摩擦力方向为向左），因为B物体也做匀速直线运动，所以它受力也必定平衡。下表面已经受到向左的摩擦力，为了达到平衡，上表面受到A物体的摩擦力必定为右。

滑动摩擦力：例3，用弹簧测力计水平地钩住木块，用力使木板在水平面上运动，如图所示，试分析木块与木板之间摩擦力的方向。

分析：这道题若用二力平衡法来分析就很简单，木块相对地面是静止的，所以它受力必定平衡。竖直方向上重力和支持力是一对平衡力。而在水平方向上首先受到了弹簧测力计向左的拉力，为了达到平衡状态，必定有另外一个力与之平衡。那这个力就是木块与木板之间的摩擦力了，所以这个摩擦力方向肯定是水平向右。

总而言之，判断摩擦力的方向，不能只根据自己的主观或生活经验来判断，而应进行理性的分析，抓住关键，选择恰当的方法，才能得到正确的结果。

参考文献

[1]王琳.浅谈摩擦力.科技资讯，2009，（3）.