關于摩擦力方向判定的一點思考

李俊永 趙明波

摘 要：在理論力學教學中，有些情況下摩擦力方向不易確定，針對此問題進行了一些研究和思考，給出了確定摩擦力方向的一些建議，簡化了受力分析的過程，避免由于摩擦力方向誤判導致錯誤的計算結果。

關鍵詞：摩擦力;受力分析;純滾動

1 引言

摩擦力的方向總是與物體的運動趨勢相反，因此摩擦力的方向可以據此確定。但對于有些問題，物體的運動趨勢不易確定。這種情況下，摩擦力的方向是否可任意假定？

如圖1所示，半徑為r、質量為m的均質圓輪沿水平直線純滾動。設輪的回轉半徑為，作用于圓輪的力偶矩為M。用動量矩定理求圓輪所受摩擦力。在對圓輪進行受力分析時，學生往往會糾結圓輪所受摩擦力的方向。

由此得出一個結論，對于由幾個物體組成的物體系，摩擦力方向假設不同，不會影響到計算結果。

2 結論

當摩擦力不作功時，其方向可任意假定;反之，摩擦力的方向必須假定為與物體的運動方向相反。即圓盤沿支撐面作純滾動時，支撐面對其摩擦力方向可任意假定;物體沿支撐面滑動時，支撐面對其摩擦力沿支撐面與物體運動方向相反。

在靜力學中，摩擦力方向可任意假定。

參考文獻

[1]哈爾濱工業大學理論力學教研室，理論力學（Ⅰ），北京：高等教育出版社，2016.

作者簡介

李俊永（1973-），男，天津市寧河縣，講師，研究方向：計算力學。