Question

如圖3-3-16所示，一輛汽車在平直公路上，車上有一木箱，試判斷下列情況中，木箱所受摩擦力的方向。

圖3-3-16

（1）汽車由靜止加速運(yùn)動時(shí)（木箱和車面無相對滑動）；

（2）汽車剎車時(shí)（二者無相對滑動）；

（3）汽車勻速運(yùn)動時(shí)（二者無相對滑動）；

（4）汽車剎車，木箱在車上向前滑動時(shí)；

（5）汽車在勻速運(yùn)動過程中突然加速，木箱在車上滑動時(shí)。

Answer 1

解：（1）木箱隨汽車一起由靜止加速運(yùn)動時(shí)，假設(shè)二者的接觸面是光滑的，則汽車加速時(shí)木箱由于慣性要保持原有狀態(tài)，因此它將相對于汽車向后運(yùn)動。而實(shí)際木箱沒有滑動，說明木箱有相對汽車向后滑動的趨勢，所以木箱受到向前的靜摩擦力。

（2）汽車剎車時(shí)，速度變小，假設(shè)木箱與汽車的接觸面是光滑的，則木箱相對汽車向前運(yùn)動，而實(shí)際木箱沒有滑動，說明木箱有相對汽車向前滑動的趨勢，所以木箱受到向后的靜摩擦力。

（3）木箱隨汽車一起勻速運(yùn)動時(shí)，二者無相對滑動，假設(shè)木箱受水平向右的摩擦力，則其受力如右圖所示，跟木箱接觸的物體只有汽車，汽車最多能對它施加兩個力（支持力F₁和摩擦力F₂），由二力平衡條件知：F₁與G抵消，但沒有力與F₂抵消，不能做勻速直線運(yùn)動，這與題意矛盾，所以假設(shè)錯誤，木箱不受摩擦力。

（4）汽車剎車，木箱相對于汽車向前滑動，易知木箱受到向后的滑動摩擦力。

（5）汽車在勻速過程中突然加速，木箱相對于汽車向后滑動，易知木箱受到向前的滑動摩擦力。