三步搞定靜摩擦力

楊三樂

摩擦力是學生初入高中的第一只“攔路虎”，而靜摩擦力又是其中較難分析的一點。以下三個步驟或可讓你輕松掌握靜摩擦力。

第一步：明確產生條件

靜摩擦力的產生必須具備三點：1.兩個物體相互接觸時存在壓力；2.兩個物體接觸面粗糙；3.兩個相互接觸的物體存在相對運動的趨勢。

例題1：物體A與B相互接觸，其中A保持靜止，判斷靜摩擦力的方向。

分析與解：圖1中，由于F的作用使A、B間存在彈力，由于A的重力作用使A相對B有向下運動的趨勢，且接觸面粗糙，因此A受到B對它的靜摩擦力。

圖2中，由于A的重力使A、B間存在彈力，同時A具有沿斜面向下的運動趨勢，且接觸面粗糙，因此A受到沿斜面向上的靜摩擦力。

第二步：與壓力不成正比

因為滑動摩擦力與物體所受的壓力或支持力成正比，當壓力變化時，滑動摩擦力一定變化，但這種關系對于靜摩擦力來說并不成立。

例2：如圖3，物體P在水平力F的作用下保持靜止，若增大F，則

A.物體對墻的壓力不變

B.物體對墻的壓力將增大

C.物體對墻的摩擦力不變

D.物體對墻的摩擦力變大

分析與解：物體P在水平力F的作用下保持靜止，由于受重力的作用，具有向下的運動趨勢，此時P受到的摩擦力與重力平衡。當外力增大時，P對墻的壓力增大，且仍然靜止，可知靜摩擦力仍然等于重力，不能錯誤地認為正壓力增大靜摩擦力就增大了。

第三步：判斷是否有相對運動趨勢

1.用假設法

判斷有無運動趨勢最簡單的方法是假設接觸面是光滑的，看被研究的物體是否運動，向何方運動。若運動則有靜摩擦力，其方向與相對運動的方向相反；不運動則無靜摩擦力。

例3：如圖4，物體A靜止在斜面B上，判斷A受到的靜摩擦力；如果用繩把A系住，且繩是拉緊的（如圖5），判斷A受到的靜摩擦力。

分析與解：圖4中，假設A、B接觸面光滑，A將沿斜面下滑，現在A靜止，必然受到B對它的靜摩擦力，方向與其下滑的方向相反，即沿斜面向上。

圖5中，如果用繩把A系住，且繩是拉緊的，此時即使A、B接觸面光滑，因繩的作用，A也不會下滑，所以A、B間無靜摩擦力。

2.根據平衡條件

物體處于平衡狀態時，物體各方向上受到的力都是平衡的，即各個方向合外力為0。

例4：如圖6，斜面體B在水平地面上保持靜止，物塊A從斜面頂端勻速滑下，則

A.地面對B有靜摩擦力，方向水平向左

B.地面對B有靜摩擦力，方向水平向右

C.地面對B無靜摩擦力

D.地面對B有向上的靜摩擦力

分析與解：A、B兩物體都處于平衡態，可對整體進行受力分析。豎直方向上，整體受到重力（mA+mB）g和地面對它的支持力N，這兩個力是一對平衡力。水平方向上，整體受力也是平衡的。而對整體來說，沒有受到靜摩擦力以外的力，因此地面對整體也沒有靜摩擦力，否則整體就不能維持平衡狀態，所以選項C是正確的。

在分析靜摩擦力時，有時還要選取單個物體進行受力情況的分析。

3.根據物體的加速度分析靜摩擦力。

使用這種方法時，首先要知道被研究物體的加速度，再判斷物體所受其他力的合力能否產生這一加速度。若能，則無靜摩擦力；若不能，則有靜摩擦力。

例5：物體A放在水平放置的圓盤B上，隨B一起作勻速圓周運動，如圖7所示，試分析A受到的靜摩擦力。

分析與解：假設A、B接觸面光滑，以B作參照系，A將背離盤心滑動。現在A相對B靜止，必受到B對它的靜摩擦力，方向與其滑動方向相反，即沿半徑指向盤心。

有的學生會認為，圓盤光滑，A將沿切線方向滑動，則受到的靜摩擦力是沿切線方向。這種看法之所以錯，是因為以地面為參照系，而不是以圓盤B。