判断摩擦力大小和方向的方法

唐卫

摩擦力是生活中常见的一种力，它包括滑动摩擦力、静摩擦力和滚动摩擦力，是初中物理的重点和难点之一。许多同学常常对摩擦力的大小和方向感到困惑，下面通过几道例题进行探讨。

一、摩擦力的大小

当物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，它所受的力是平衡力，所以可以根据二力平衡的条件判断摩擦力的大小。

例1（2020·内蒙古·呼和浩特）在物理学中，力和运动正确关系的得出，从亚里士多德到牛顿，历经了两千多年。如图1，水平地面上的物体，在水平向右拉力的作用下，从t = 0 s开始，物体的运动情况如图2。对于这个过程力和运动描述正确的是（ ）。

A. 该物体一直做匀速直线运动

B. t = 1 s时，若F = 3 N，则地面的滑动摩擦力也为3 N

C. 从t = 0 s到t = 6 s的过程中，力F在逐渐增大

D. 物体做匀速直线运动阶段的速度为2 m/s

答案：D

检测1（2020·江苏·镇江）如图3所示，棋子P、Q叠放在一起静止在水平桌面上，用尺将Q快速水平击打出去，则（ ）。

A. 击打前，Q在两个力的作用下处于平衡状态

B. Q在P的下方滑动时，P受到摩擦力的作用

C. 离开P后滑动过程中，Q受到的摩擦力逐渐减小

D. 离开P后滑动过程中，Q的运动状态保持不变

答案：B

二、摩擦力的方向

在非光滑的接觸面上，只有物体间发生相对运动或相对运动趋势时，才会产生摩擦力。摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。

例2（2020·浙江·杭州）连接在水平桌面上的物体M两端的轻质细绳分别绕过定滑轮与A、B相连，细绳恰好水平，如图4所示。当A重3 N，B重5 N时，M恰好做水平匀速直线运动，若滑轮摩擦不计，此时M受到的摩擦力大小为__________N，方向是____________________。当B刚触地时，若A、M都不会与滑轮组相碰，M受到的摩擦力方向是____________________。

解析：当A重3 N，B重5 N时，M恰好做水平匀速直线运动，则M在水平方向上受到三个力的作用：A对M 3 N的拉力、B对M 5 N的拉力、桌面对M的摩擦力，这三个力平衡，则摩擦力的大小为f = 5 N - 3 N = 2 N，摩擦力的方向是水平向左的;当B刚触地时，M由于惯性，仍然会向右运动，则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

检测2（2020·四川·泸州）如图5，泸州云龙机场用传送带为顾客运送行李，主要有水平运送和沿斜面运送两种形式，如图6为水平传送带甲，如图7为倾斜传送带乙。当行李随传送带一起匀速运动时，甲传送带上的行李所受的摩擦力__________（选填“等于零”或“不等于零”），乙传送带上的行李所受的摩擦力__________（选填“等于零”或“不等于零”）。如果乙传送带上的行李随传送带向下做匀速运动，则行李在运动中受到的摩擦力方向沿传送带__________（选填“向上”或“向下”）。

答案：等于零   不等于零    向上