滑动摩擦力的方向与大小

我们知道滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,当两个物体在两个方向上都存在相对运动时,这一点往往容易使人迷惑。我们来看看应该怎么处理。


1.(宝中2019届高一月考物理卷)如图所示,均匀T型物块A质量为m,夹在两个相同的水平垫板中,A与垫板间的动摩擦因数为\mu,当垫板BC以相同的水平速率v_1对称且匀速地向两侧退开时,若要使A以速率v_2匀速前移,作用在A中央位置上与v_2同向的水平拉力F的大小满足(   )

A.F<\mu mg    B.F = \mu mg    C.F> \mu mg    D.不能确定

分析    先求出相对运动方向,再求滑动摩擦力的方向。要求A受到的滑动摩擦力,故先要求出A相对于BC的运动方向。

    如图,A相对于地的速度是v_2BC相对与地的速度是v_1,故A相对于BC的速度分别是v_{AB}v_{AC},大小都是\sqrt{v_1^2 + v_2^2},方向如图所示。

A进行受力分析,竖直方向上,重力与支持力相互平衡。只分析水平方向的力:BA的滑动摩擦力f_{BA}v_{AB}方向相反,大小为\dfrac12 \mu mgCA的滑动摩擦力f_{CA}v_{AC}方向相反,大小业为\dfrac12 \mu mg;还有一个F,方向沿v_2方向。

\therefore F = \dfrac12 \mu mg \cos \theta \times 2 = \mu mg \cos \theta < \mu mg,其中\cos \theta = \dfrac{v_2}{\sqrt{v_1^2 + v_2^2}}

A

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