高中的刚体力学题,一个刚体小球,在一个足够粗糙的水平地面上做无滑滚动,除了重力和地面支持力以外,小球显然还会收到地面给它的摩擦力.那么,摩擦力方向是往前还是往后呢?以平动来看,小球整体处于减速滚动状态,水平方向必然有往后的加速度,那么摩擦力应该向后；以转动来看,小球减速转动,必然有一个力矩阻碍其转动,以球心为轴,重力支持力无力矩,摩擦力力矩必然阻碍其转动,那么应该向前.究竟是什么情况?或者“刚体—
网友回答
你的分析一半对一半不对,以转动来看,摩擦力确实是向前,这点是对的；但以平动来看,小球之所以处于减速状态,并非是受到向后的摩擦力,而是由于摩擦力作用以及运动时的小颗粒碰撞,使小球动能损失并部分转化成了内能,小球动能减小,速度也减小,但其转速的减小是由于摩擦力的力矩作用,所以1楼的回答我认为也不尽正确.
======以下答案可供参考======
供参考答案1:
理想状态下，“刚体—无滑滚动”是不会减速的。
实际上小球整体处于减速滚动状态，其原因是在滚动过程中由于各种小颗粒的碰撞，能量损失使得其动能不断减小，速度减小，转速也减小。但摩擦力的具体方向是不确定的。