Question

【題目】用水平力F將木塊壓在豎直墻上，如圖所示．已知木塊重G=6N，木塊與墻壁之間的動摩擦因數為μ= ，假設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力．求：

（1）當F=25N時，木塊受到的摩擦力為多大？
（2）當F=12N時，木塊受到的摩擦力為多大？
（3）若力F方向改為斜向上與豎直方向夾角為a=37°，如圖中虛線所示，要使木塊保持靜止，F的大小為多少？（sin37°=0.6，cos37°=0.8）

Answer 1

【答案】
（1）解：當F=25N時，木塊的最大靜摩擦力 fm1=μF1= N＞G=6N

故物體靜止不動；

根據平衡條件可得木塊受到的摩擦力為 f1=G=6N

答：當F=25N時，木塊受到的摩擦力為6N．

（2）解：當F=12N時，木塊的最大靜摩擦力 fm2=μF2=4N＜G

故物體將要下滑，木塊受到的摩擦力為 f2=μF2=4N

答：當F=12N時，木塊受到的摩擦力為4N．

（3）解：物體剛好不上滑時，如圖1，根據平衡條件得

F1cos37°=μF1sin37°+G

解得 F1=10N

物體剛好不下滑，如圖2，根據平衡條件得

F2cos37°+μF2sin37°=G

解得 F2=6N

故F的范圍為 6N≤F≤10N

答：要使木塊保持靜止，F的大小應滿足的范圍為6N≤F≤10N．

【解析】（1）先根據木塊的重力和最大靜摩擦力的關系，分析出木塊處于靜止狀態，再由平衡條件求摩擦力．（2）當F=12N時，木塊的重力大于最大靜摩擦力，木塊將向下滑動，由摩擦力公式求解f=μN摩擦力．（3）當物體剛要上滑時，靜摩擦力沿墻壁向下達到最大值，此時力F為最大；當物體剛要下滑時，靜摩擦力沿墻壁向上達到最大值，此時力F最小．根據平衡條件和摩擦力公式求出F的最大值和最小值，得出F的取值范圍．
【考點精析】利用滑動摩擦力和靜摩擦力對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知滑動摩擦力:利用公式f=μF N 進行計算，其中FN 是物體的正壓力，不一定等于物體的重力，甚至可能和重力無關.或者根據物體的運動狀態，利用平衡條件或牛頓定律來求解；靜摩擦力:靜摩擦力大小可在0與fmax 之間變化，一般應根據物體的運動狀態由平衡條件或牛頓定律來求解．