受力分析：外力模型（4）

实验目的

会判断外力作用下弹力、摩擦力的方向，并用合力检验受力图。

实验原理

弹力垂直于接触面，摩擦力沿接触面且阻碍相对运动或相对运动趋势。画受力图时先画重力，再画接触力，最后画外力。平衡时 F合 = 0，有加速度时 F合 = ma；滑动摩擦力 f = μN。

实验器材

• 演示中的物体
• 物体所受的外力
• 接触面
• 支持力与摩擦力
• 纸和笔（画受力示意图）

实验步骤

1. 观察演示，找出物体受到的外力及其方向
2. 判断物体与接触面之间有无相对运动趋势
3. 画出重力和垂直于接触面的弹力
4. 画出沿接触面、阻碍相对运动趋势的摩擦力
5. 加上外力，按运动状态列方程
6. 检查合力是否与运动状态相符

实验现象与结论

弹力始终垂直于接触面，摩擦力始终沿接触面。若物体仍保持静止，则摩擦力与外力沿接触面方向的分力平衡；若物体运动，则要结合加速度判断合力。分析结果须与观察到的运动状态一致。

注意事项

• 摩擦力方向是阻碍相对运动或趋势，不一定与运动方向相反
• 接触面上没有挤压时没有弹力和摩擦力

常见问题

摩擦力一定与物体运动方向相反吗？

不一定。摩擦力阻碍的是相对运动或相对运动趋势，有时可与运动方向相同。

怎样判断有没有摩擦力？

需同时满足：接触面粗糙、有挤压、有相对运动或相对运动趋势。