三步搞定静摩擦力

杨三乐

摩擦力是学生初入高中的第一只“拦路虎”，而静摩擦力又是其中较难分析的一点。以下三个步骤或可让你轻松掌握静摩擦力。

第一步：明确产生条件

静摩擦力的产生必须具备三点：1.两个物体相互接触时存在压力；2.两个物体接触面粗糙；3.两个相互接触的物体存在相对运动的趋势。

例题1：物体A与B相互接触，其中A保持静止，判断静摩擦力的方向。

分析与解：图1中，由于F的作用使A、B间存在弹力，由于A的重力作用使A相对B有向下运动的趋势，且接触面粗糙，因此A受到B对它的静摩擦力。

图2中，由于A的重力使A、B间存在弹力，同时A具有沿斜面向下的运动趋势，且接触面粗糙，因此A受到沿斜面向上的静摩擦力。

第二步：与压力不成正比

因为滑动摩擦力与物体所受的压力或支持力成正比，当压力变化时，滑动摩擦力一定变化，但这种关系对于静摩擦力来说并不成立。

例2：如图3，物体P在水平力F的作用下保持静止，若增大F，则

A.物体对墙的压力不变

B.物体对墙的压力将增大

C.物体对墙的摩擦力不变

D.物体对墙的摩擦力变大

分析与解：物体P在水平力F的作用下保持静止，由于受重力的作用，具有向下的运动趋势，此时P受到的摩擦力与重力平衡。当外力增大时，P对墙的压力增大，且仍然静止，可知静摩擦力仍然等于重力，不能错误地认为正压力增大静摩擦力就增大了。

第三步：判断是否有相对运动趋势

1.用假设法

判断有无运动趋势最简单的方法是假设接触面是光滑的，看被研究的物体是否运动，向何方运动。若运动则有静摩擦力，其方向与相对运动的方向相反；不运动则无静摩擦力。

例3：如图4，物体A静止在斜面B上，判断A受到的静摩擦力；如果用绳把A系住，且绳是拉紧的（如图5），判断A受到的静摩擦力。

分析与解：图4中，假设A、B接触面光滑，A将沿斜面下滑，现在A静止，必然受到B对它的静摩擦力，方向与其下滑的方向相反，即沿斜面向上。

图5中，如果用绳把A系住，且绳是拉紧的，此时即使A、B接触面光滑，因绳的作用，A也不会下滑，所以A、B间无静摩擦力。

2.根据平衡条件

物体处于平衡状态时，物体各方向上受到的力都是平衡的，即各个方向合外力为0。

例4：如图6，斜面体B在水平地面上保持静止，物块A从斜面顶端匀速滑下，则

A.地面对B有静摩擦力，方向水平向左

B.地面对B有静摩擦力，方向水平向右

C.地面对B无静摩擦力

D.地面对B有向上的静摩擦力

分析与解：A、B两物体都处于平衡态，可对整体进行受力分析。竖直方向上，整体受到重力（mA+mB）g和地面对它的支持力N，这两个力是一对平衡力。水平方向上，整体受力也是平衡的。而对整体来说，没有受到静摩擦力以外的力，因此地面对整体也没有静摩擦力，否则整体就不能维持平衡状态，所以选项C是正确的。

在分析静摩擦力时，有时还要选取单个物体进行受力情况的分析。

3.根据物体的加速度分析静摩擦力。

使用这种方法时，首先要知道被研究物体的加速度，再判断物体所受其他力的合力能否产生这一加速度。若能，则无静摩擦力；若不能，则有静摩擦力。

例5：物体A放在水平放置的圆盘B上，随B一起作匀速圆周运动，如图7所示，试分析A受到的静摩擦力。

分析与解：假设A、B接触面光滑，以B作参照系，A将背离盘心滑动。现在A相对B静止，必受到B对它的静摩擦力，方向与其滑动方向相反，即沿半径指向盘心。

有的学生会认为，圆盘光滑，A将沿切线方向滑动，则受到的静摩擦力是沿切线方向。这种看法之所以错，是因为以地面为参照系，而不是以圆盘B。