静摩擦力大小与方向的判断

浙江        杨成道   

如何判断静摩擦力的大小与方向，对高一新生来说，是一个难点，在初中阶段判断静摩擦力大小和方向远超出教学大纲的要求，因为判断静摩擦力的大小和方向往往牵涉到相对运动，而相对运动在初中不作要求，从而增大了高一学生判断静摩擦力大小和方向的难度，在初中阶段只要学生会利用二力平衡的知识计算静摩擦力的大小就够了，且静摩擦力的方向大多与物体运动方向相反。结果导致学生形成一种错误定势总认为静摩擦力方向与物体运动方向相反，为此，很有必要予以澄清。

静摩擦力是在物体接触面间存在相对运动趋势时产生的，它的取值范围，可以从零到某一最大值即0——f ，它的方向与物体相对于另一物体运动趋势的方向相反，但由于发生静摩擦力作用时两物体间并无相对运动，仍处于相对静止状态，这就给我们分析物体间静摩擦力的大小和方向带来了一定的困难。

下面介绍一些比较简易的分析方法。

一、利用“静摩擦力的定义”判断静摩擦力的方向。

在分析静摩擦力的方向时，可以设想两个相互接触，相对静止的物体间，从分析的这一时刻开始失去了静摩擦力的作用，看一看这两个物体是否发生相对运动。这时有两种可能：一种情况是物体间相对静止，说明无相对运动趋势，物体就没有受到静摩擦力作用；另一种情况是物体间发生相对运动，说明原来存在着相对运动趋势，只是由于相互作用的静摩擦力的存在，才保持相对静止状态，而且还可以看出，静摩擦力的方向，肯定与设想没有静摩擦力时物体相对运动的方向相反。如图（1）质量为m的物体静止在斜面上，试分析其受到静摩擦力的方向。假设斜面对物体没有静摩擦力的作用，则物体将沿斜面下滑，可见物体静止在斜面上，斜面对物体施加一个沿斜面向上的静摩擦力的作用。