学文网中***分类号：G718文献标识码：B文章编号：1672-1578（2015）07-0340-01
如何判断静摩擦力的方向，在高中物理教学中始终是一个难点。往往到了最后总复习的时候，有些同学还是对此类问题感到头痛，不知道如何入手。尤其是对"相对运动趋势的方向"不好理解。通过几年来的教学尝试，我总结出了一些判断静摩擦力方向的方法。通过运用这些方法，在教学中取得了较好的效果。
1.利用物体平衡条件
在物体处于平衡态（不涉及转动）时，可以利用物体的平衡条件来判断静摩擦力的方向。例如：静止在桌面上的物体，受到水平方向的拉力F作用，但仍保持静止，可知桌面对木块的静摩擦力的方向是与F大小相等，方向相反的。再如下面一题：物体在水平推力F的作用下，静止在斜面上，物体是否受到斜面的静摩擦力，其方向如何？（***1-1）
我们对物体进行受力分析，如***1-2所示，先不考虑摩擦力。在y轴的方向上应有∑Fy=0即有"Fy + Gy = T"，在x轴方向上也应有∑Fx=0，这样才能保证物体所受的合外力为零，从而保持静止状态。由Fx和Gx的关系，即可判断出静摩擦力的情况。若Fx=Gx时，则可知f静不存在（即F =Gtanθ时）。当FxGx时，应有Fx= Gx+f静，此时静摩擦力沿斜面向下。
总之，凡涉及到物体处于平衡状态的问题时，我们就可以尝试利用物体的平衡条件来判断静摩擦力的有无及其方向。若物体不处于平衡状态，而是在做变速运动，则可试着利用第二种方法：利用牛顿第二定律。
2.运用牛顿第二定律
如果物体在外力的作用下做变速运动，则可尝试利用牛顿第二定律来判断静摩擦力的方向。如下面一个问题：一个木块放在水平圆盘上，随圆盘一起绕轴NN/匀速转动（***2-1），木块是否受到静摩擦力，方向如何？
分析：木块在竖直方向上受力平衡，在水平面上做匀速圆周运动，因此，它的加速度方向是指向圆心O点的，而水平方向上木块受到的力只能是圆盘施加给它的静摩擦力（物体与圆盘相对静止），因此木块受到静摩擦力，其方向指向圆心，大小为f = mω2r（r为物体质心到圆心O点的距离）。
再如下题：小车在水平拉力F的作用下做匀减速运动，车上的木块与车保持相对静止，木块受静摩擦力的情况如何？（如***2-2）
分析：木块与小车相对静止，因此具有相同的速度和相同的加速度。小车做匀减速运动，加速度方向是向左的，因此木块加速度的方向也是向左的，如***2-3所示。由牛顿第二定律可知，木块在水平方向上受的合外力方向是向左的，而木块在水平方向只会受静摩擦力f的作用，即木块受到方向向左的静摩擦力作用，大小为f = Fx = ma（m为木块的质量）。
3.利用牛顿第三定律
有时候问题中涉及的物体不止一个，受到的摩擦力也不止一个，情况较为复杂。这种情况下，可以尝试结合牛顿第三定律来判断静摩擦力的方向。如下面一题：物体A、B叠放在水平面上，当水平拉力F作用在B物体上时，A、B共同做匀加速运动，A、B保持相对静止（如***3-1），试分析两物体所受摩擦力的情况。
分析：我们先根据第二种方法（利用牛顿第二定律）判断A受到B的作用力的情况是如***3-2所示，这个力f就是让A物体产生加速度的动力，因为A与B相对静止，所以f是静摩擦力。然后根据牛顿第三定律可知，B一定受到A的反作用力，也就是静摩擦力f /，其方向与f相反，大小与f相等，如***3-3所示。
4.判断相对运动趋势的方向
有些问题用以上几种方法都不太方便，此时，我们必须回到静摩擦力产生的根本原因：物体间存在相对运动趋势。利用"相对运动趋势的方向"来判断静摩擦力的方向。例如判断自行车的车轮受地面摩擦力的情况。一辆加速前进的自行车，其前轮和后轮受到地面的摩擦力情况如何（设车轮不打滑）？这个问题用前面讲到的三种方法都不好解决，只好用"判断相对运动趋势方向"的方法。对于相对运动的方向，学生们一般都能判断出来，但相对运动"趋势"的方向，学生们往往觉得无从下手。我们可以用假设摩擦力消失的方法来判断这个"趋势"的方向。
分析：如以上的问题，我们可以先假设前轮与地面间的摩擦力消失，这样得出的结果是：前轮将不会转动，而是向前滑动，此时车轮与地面接触部分的运动方向是向前的（如***4-1所示），但车轮实际上并没有向前滑动，也就是说，车轮只是有向前滑动的"趋势"，所以它受到的静摩擦力的方向是向后的。
我们再来判断后轮受到静摩擦力的方向。先假设后轮与地面间的摩擦力消失，这样得出的结果是后轮不再向前滚动，而是在链条力偶矩的作用下在原地转动、打滑（如***4-2所示），后轮与地面接触部分的运动方向会是向后的（***4-2）。实际上后轮并没有打滑，即此部分有向后运动的"趋势"，所以后轮受到地面的静摩擦力方向是向前的（***4-2）。各种车辆的轮与地面间静摩擦力的问题均可尝试用以上方法来分析。
用假设摩擦力消失的办法来判断物体相对运动趋势的方向，既方便又可靠，而且学生也很好理解。另外，在教学中采用这种方法，还可以使学生更加容易理解静摩擦力的产生原因。经过我在教学中的尝试，取得了较好的效果。
以上这几种判断静摩擦力方向的方法，我运用于教学实践中，取得了不错的效果。当然，遇到复杂的动力学问题，有时还需将这几种方法综合起来使用，效果会更好。