从一种类型题看静摩擦力

1、从一种类型题看静摩擦力作者：肖明军有关静摩擦力问题的处理，是高中物理知识中的难点之一，其不象滑动摩擦力那样是定值和有现成的公式可以利用。因此有相当一部分同学在面临此类问题时感到无所适从，不知怎样去分析应对，找不到下手点。本文就以几道典型的例题的讨论、分析，作一归纳、总结，以期能对同学们于此部分知识更好的分析、理解、处理有些微的帮助。例1.如图1 所示，用水平力F 将质量为m的三块砖压在竖直墙上，静止不动，A与F接触面表面光滑不受摩擦力，则下列叙述正确的是 A.墙壁施给C的摩擦力为mg，方向竖直向上C.A施给B的摩擦力大小为mg ，方向竖直向下D.C施给B的摩擦力大小为2mg，方向竖直向下分析与

2、解：要解决这道题，首先要知道静摩擦力的产生条件， 图1静摩擦力产生于相互接触（接触面粗糙）且具有挤压作用、没有相对运动的两个物体接触面之间。需要说明的是，存在静摩擦力时两个物体虽然没有发生相对滑动，但并不是不想发生相对滑动，而是想要发生相对滑动却没能发生相对滑动。我们把两个物体之间想要发生相对滑动但没能发生相对滑动的现象称之为具有相对运动趋势。所以静摩擦力可以说成是相互接触的粗糙物体间存在相对运动趋势时在接触面内所受到的阻碍物体间相对运动趋势的力。即，静摩擦力的产生条件是：（1）有粗糙接触面（2）接触面间有正压力（3）有相对运动趋势的存在其次，选择合适的方法求解fCBfc fc FNC fAB

3、 图2 图3 图4 法一：整体法.A、B、C均处于静止状态，将三者看成一个整体来研究，受力分析如图2，可知墙壁施给C的摩擦力为3mg，方向竖直向上，墙壁施给C的弹力为F.将B、C作为一个整体来研究，其受力分析如图3所示，可知A施给B的摩擦力大小为mg，方向竖直向下.将A、B作为一个整体来研究，其受力分析如图4所示，可知C施给B的摩擦力大小为2mg,方向竖直向上。法二：隔离法.将A隔离出来单独研究，竖直方向的受力分析如图5所示，A相对B有向下的运动趋势，为了阻止这个运动，B必给A一个与其重力大小相等、方向相反的力，即静摩擦力fBA=mg, 方向竖直向上。由作用力和反作用力的关系，同理可求出B与C

4、、C与墙壁之间的静摩擦力，受力分析如图6、图7. fBA fCB fC fAB fBC 图 5 图 6 图 7根据平衡条件就很容易得到： fCB=mg + fAB=2mg fC= fBC+mg= fCB=mg + fAB+mg=3mg 所以答案为B、C、D第三：总结归纳从这个例子可以看出，对物体的受力分析是解题的关键，但要想能正确分析受力情况，还必须明确各个力的产生条件，比如摩擦力的产生条件、方向的判定，要求找到“相对运动趋势”，如何去找“相对运动趋”？下面我们再看一个例子。例2.如图8所示，在两块相同的竖直板之间，有质量均为m的4块相同的砖，用两个大小均为F的水平压木版，使砖静止不动，则第2

5、 块砖对第3块砖的摩擦力大小为多少？ f1 f4 f4 图8 图9 图10 分析与解：本题和上一题的共同点在于都是处于静止状态，都是要求静摩擦力，所不同的是上一题是“单墙壁”，而此题是“双墙壁”，但不管题意如何，只要你求解静摩擦力就必须去找相对运动趋势，求其方向！将四块砖看成一个整体，由于均处于静止状态，受力平衡，受力分析如图9所示，得f1= f4=2mg,方向竖直向上.再用隔离法将3、4视为研究对象，受力分析如图10,得f23=0.总结：此题采用整体法、隔离法相结合，是意个典型的范例。 变式1. 如图11所示，用水平力F 将质量为m的四块砖压在竖直墙上，静止不动，A与F接触面表面光滑不受摩擦

6、力，分析各砖之间的摩擦力。 如图11 分析与解：对砖1分析它受竖直向下的重力，具有向下运动的趋势，砖2必阻止其运动，故给你与重力方向相反、等大的摩擦力，即f21=mg，由作用力与反作用力，砖2受到竖直向下的重力和砖1给的摩擦力,具有向下的相对运动趋势，所以砖3必给其竖直向上的f32= f21+mg=2mg的摩擦力，同理可分析出砖3、4之间的所受摩擦力情况。总结：对于这种类型，不管有多少块砖，各个砖所受摩擦力的可从外到里依次进行分析，需要注意的是要找准相对运动趋势，要明确作用力和反作用力，逐个进行，不要漏力，也不要多分析！变式2. 如图12，在两块相同的竖直板之间，有质量均为m的5块相同的砖，用

7、两个大小均为F的水平压木版，使砖静止不动，则第3块砖的所受摩擦力大小为多少？方向？各个摩擦力的施力物体是谁？ 如图12分析与解：要解决这道题，同样我们要结合整体法和隔离法来解。首先，把5块砖看成一个整体，则可以知道砖1和砖5所受摩擦力大小都应该为2.5mg,方向竖直向上。第二，隔离出来。则砖1、2、3、4、5的受力分析如图13. 从上图的受力分析可得出：f= f21+mgf12= f32+mg f=2.5mg f12= f21f23+ f43=mg f23= f32 f43= f34f54= f34+mg f45= f54f= f45+mg 总结：对于这种类型，不管有多少块砖，各个砖所受摩擦力的可先整体再隔离进行分