Question

问个关于物理受力分析的问题

初三复习课上...我老师问，一个在地上向前滚动的足球，足球下表面受到的摩擦力方向是？老师说是向前，他的解释是，如果摩擦力向后，足球不就越滚越快了么？然后我问，自行车的从动轮受到的的摩擦力也是向后，自行车也没有越骑越快啊？老师说，足球是“因为转动所以才前进”而自行车是因为前进所以转动...然后我就彻底醉了.. 我的第一个想法，足球向前滚，它应该有两个速度吧？一个是自转的速度V1，一个是水平移动的速度V2。如果转的快，那么摩擦力向前，如果移动的快，摩擦力就应该向后?问题是假设最开始，V1为零，V2为10，那么在接触到地面之后，V1上升，V2下降，最后两个速度保持在几乎相等的情况。问题是，那个是那个因为摩擦力而较小的速度？ 第二个是，假设有一个足球在完全光滑的水平面上，给它一个力，它会水平移动，这就是说，它的上表面和下表面是一起“想”向前动。当足球下表面接触粗糙的地面，下表面也“想”向前移动，所以地面给了它一个向后的力。所以，如果有一个向后的摩擦力，它不会使足球越转越快，是会阻止足球下表面在惯性下向前运动的趋势？？？ 我想了一天了快崩溃了谁能帮我分析一下

Answer 1

在地上向前滚动的足球，摩擦力向后。足球在滚动过程中只受重力和摩擦力，速度越来越慢，最后停下来。具体的要到高中学习牛二定律。至于自行车的运动，你现实生活中可以仔细观察下，是后轮推着前轮运动的。因此前轮受到向后的摩擦力，后轮受到向前的摩擦力。两方向相反。【你可以形象记忆：伸出你的双手，摆成手枪的手势，两只手相互对着开枪。即两摩擦力方向相反的意思。】

Answer 2

一个在地上向前滚动的足球，足球下表面受到的摩擦力方向是？

这个问题需要分类讨论

情况一：足球因为向前运动而转动
比如，一个静止在地面上的足球，突然受到外力而向前运动
在开始的一段时间里，足球转动的会越来越快
之所以转动的越来越快
就是因为摩擦力向后，使得球加速转动
此时，足球相当于自行车的从动轮
而足球之所以加速的趋势会越来越小，直到变成不加速再变成减速
这个过程是空气阻力的“功劳”

情况二：足球因为转动而向前运动
比如，一个高速转动的足球，突然放在一个粗糙的平面上
足球的转动会越来越慢
这时，摩擦力才是向前的
足球之所以会减速
就是因为向前的摩擦力阻止了足球的转动
此时，足球相当于自行车的主动轮

还有，小毛rta的回答是错的
转动的物体和平动的物体受力分析是不同的
摩擦力在足球上的作用点时刻在变化
不能对其使用牛顿第二定律

追问

情况一里，足球最开始是因为移动所以转动的对啊，但到后来移动和转动哪个是“主动”的，哪个是“从动”的？还有，空气阻力很小，一定会小于摩擦力啊，合力应该还是会使足球加速转动的吧？

追答

加速转动，转动为主动

减速转动，转动为从动

速度越大，空气阻力越大，足球加速转动的趋势越弱，直到减速转动，不可能一直加速

需要注意的是，“足球加速转动的趋势越来越弱”和“足球越来越慢”不能搞混
足球加速转动的趋势越来越弱，这个过程，足球是一直在加速的
比如足球第1秒加速了12m/s、第2秒加速了8m/s、第3秒加速了4m/s、第4秒就不加速了
这就是“足球加速转动的趋势越来越弱”
在这个过程，空气阻力一直增大，足球最终会停止加速，不会一直加速