Question

如图7所示的皮带传动装置中,O₁是主动轮,O₂是从动轮,A、B分别是皮带上与两轮接触的点,C、D分别是两轮边缘与皮带接触的点（为清楚起见,图中将两轮与皮带画得略为分开,而实际上皮带与两轮是紧密接触的）.当O₁顺时针启动时,若皮带与两轮不打滑,则A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向分别是（    ）

图7

A.向上,向下,向下,向上                      B.向下,向上,向上,向下

C.向上,向上,向下,向下                      D.向下,向下,向上,向上

Answer 1

思路解析：在判断摩擦力的方向时,弄清物体相对运动或相对运动趋势的方向是问题的关键,其中关于相对运动趋势方向的判断难度最大.我们可采用一些更加形象简便的方法,如“假设相对法”“动力阻力法”.

解法一：假设相对法.假设主动轮O₁与皮带间无摩擦力作用,则当O₁顺时针启动时,O₁与皮带间将会打滑,此时C点将相对于A点向上运动.实际上,O₁与皮带间没有打滑,可见C点相对于A点有向上运动的趋势,反之A点相对于C点有向下运动的趋势.根据静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,可知C、A两点受到的静摩擦力F_C、F_A的方向分别是向上、向下.同样,我们可以得知B、D两点受到的静摩擦力F_B、F_D的方向分别是向上、向下.从而,A、B、C、D各点所受静摩擦力的方向如图所示,本题应选C.

解法二：动力阻力法.我们还可以从动力和阻力的角度来分析摩擦力的方向.主动轮O₁带动皮带,C点所受的摩擦力F_C是主动轮转动的阻力,应与C点实际运动方向相反,即F_C向下；A点所受摩擦力F_A是皮带转动的动力,应与A点实际运动方向相同,即F_A向上,同样我们也可以分析出B、D两点的静摩擦力的方向,从而确定C项正确.

答案：C