一種求解靜摩擦力方向問題的特殊思考方法

摘 要： 本文重點闡述了多個物體相互作用時求解靜摩擦力方向的一種特殊的思考方法。

關鍵詞： 靜摩擦力方向 特殊思考方法 物理問題

在求解靜摩擦力方向的問題中，如果只涉及兩個物體之間的相互作用，靜摩擦力的方向可由相對運動趨勢或力動關系判斷。如圖1所示，向右水平恒力作用在質量為m的物塊上，如果m相對地面未運動，則m所受靜摩擦力的方向水平向左，與相對運動趨勢方向相反。如圖2和圖3所示，物塊m在受斜向右上方恒定拉力或斜向右下方恒定推力作用下相對地面未運動，則地面對m的靜摩擦力方向水平向左。如圖4所示，物塊m受到豎直向下的恒力作用，則地面對m無靜摩擦力。由以上情境，可以總結出這樣一種思考方法：地面對m的靜摩擦力方向取決于F對m的作用力方向。以上情境只涉及m和地面二者之間的關系，不難理解。

那么，如果m沿斜面減速下滑呢？此處不作贅述，學生可以自己分析。

變式三：如圖10所示，粗糙水平地面上有一斜面體M，一物塊m恰好能沿斜面勻速下滑，現給m施加一沿斜面向下的恒力F，M始終保持靜止，則地面對M的靜摩擦力方向如何？

綜上所述，我們可以對這類問題下一個結論：只要滿足①μ=tanθ；②m沿斜面下滑這兩個條件，那么不論有沒有外力作用在m上，也不論外力在什么方向上，M對m的作用力方向始終豎直向上，m對M的作用力方向始終豎直向下，地面對M一定無摩擦力。

下面請看將這一思想用到極致的一道題：如圖12所示，粗糙水平地面上有一斜面體，傾角為θ，物塊在豎直向下的恒力F作用下沿斜面體勻速下滑。若在F沿逆時針緩慢轉過2θ的過程中，物塊仍沿斜面下滑，斜面體始終保持靜止，則地面對斜面體的摩擦力（ ）。

A.始終為零 B.一直增大

C.先增大后減小 D.先減小后增大

解析：由題給條件能提煉出①μ=tanθ；②m沿斜面下滑兩個條件，那么地面對M一定無摩擦力。選A。

參考文獻：

[1]2013年烏魯木齊地區高三年級第二次診斷性測試.