判斷摩擦力大小和方向的方法

唐衛

摩擦力是生活中常見的一種力，它包括滑動摩擦力、靜摩擦力和滾動摩擦力，是初中物理的重點和難點之一。許多同學常常對摩擦力的大小和方向感到困惑，下面通過幾道例題進行探討。

一、摩擦力的大小

當物體處于靜止狀態或勻速直線運動狀態時，它所受的力是平衡力，所以可以根據二力平衡的條件判斷摩擦力的大小。

例1（2020·內蒙古·呼和浩特）在物理學中，力和運動正確關系的得出，從亞里士多德到牛頓，歷經了兩千多年。如圖1，水平地面上的物體，在水平向右拉力的作用下，從t = 0 s開始，物體的運動情況如圖2。對于這個過程力和運動描述正確的是（ ）。

A. 該物體一直做勻速直線運動

B. t = 1 s時，若F = 3 N，則地面的滑動摩擦力也為3 N

C. 從t = 0 s到t = 6 s的過程中，力F在逐漸增大

D. 物體做勻速直線運動階段的速度為2 m/s

答案：D

檢測1（2020·江蘇·鎮江）如圖3所示，棋子P、Q疊放在一起靜止在水平桌面上，用尺將Q快速水平擊打出去，則（ ）。

A. 擊打前，Q在兩個力的作用下處于平衡狀態

B. Q在P的下方滑動時，P受到摩擦力的作用

C. 離開P后滑動過程中，Q受到的摩擦力逐漸減小

D. 離開P后滑動過程中，Q的運動狀態保持不變

答案：B

二、摩擦力的方向

在非光滑的接觸面上，只有物體間發生相對運動或相對運動趨勢時，才會產生摩擦力。摩擦力的方向與物體相對運動或相對運動趨勢的方向相反。

例2（2020·浙江·杭州）連接在水平桌面上的物體M兩端的輕質細繩分別繞過定滑輪與A、B相連，細繩恰好水平，如圖4所示。當A重3 N，B重5 N時，M恰好做水平勻速直線運動，若滑輪摩擦不計，此時M受到的摩擦力大小為__________N，方向是____________________。當B剛觸地時，若A、M都不會與滑輪組相碰，M受到的摩擦力方向是____________________。

解析：當A重3 N，B重5 N時，M恰好做水平勻速直線運動，則M在水平方向上受到三個力的作用：A對M 3 N的拉力、B對M 5 N的拉力、桌面對M的摩擦力，這三個力平衡，則摩擦力的大小為f = 5 N - 3 N = 2 N，摩擦力的方向是水平向左的;當B剛觸地時，M由于慣性，仍然會向右運動，則M受到的摩擦力方向是水平向左的。

答案：2? ?水平向左? ?水平向左

檢測2（2020·四川·瀘州）如圖5，瀘州云龍機場用傳送帶為顧客運送行李，主要有水平運送和沿斜面運送兩種形式，如圖6為水平傳送帶甲，如圖7為傾斜傳送帶乙。當行李隨傳送帶一起勻速運動時，甲傳送帶上的行李所受的摩擦力__________（選填“等于零”或“不等于零”），乙傳送帶上的行李所受的摩擦力__________（選填“等于零”或“不等于零”）。如果乙傳送帶上的行李隨傳送帶向下做勻速運動，則行李在運動中受到的摩擦力方向沿傳送帶__________（選填“向上”或“向下”）。

答案：等于零? ?不等于零? ? 向上