4.【高中物理必修一】【力学】摩擦力大小计算

摩擦力的大小

1. 静摩擦力：没有公式，只能通过受力分析列表达式
2. 滑动摩擦力：f滑=μ·FN（μ为动摩擦因数）

计算滑动摩擦力的小例子1：

如图所示，物块重5kg，以Vo的速度向右匀速运动，物块与地面之间的动摩擦因数μ=0.4，求物块受到的滑动摩擦力的大小。

答案与解析：

注意：这里的FN是指弹力，而这里的弹力大小就等于重力大小，并不是FN直接指重力嗷！！

小例子2：

如图所示，物块重5kg，以Vo的速度向右匀速运动，受到一个向左的拉力F=10N，物块与地面之间的动摩擦因数μ=0.4，求物块受到的滑动摩擦力的大小与方向。

A.10N 向左 B.10N 向右 C.20N 向左 D.20 向右

答案与解析：

C

做题的第一步，明确摩擦力的方向，因为物块是往右在运动，所以摩擦力一定是往左的。再来判断摩擦力的大小，判断大小就要先判断摩擦力的种类，这里物块有相对运动，说明是滑动摩擦力。所以直接一个公式就搞定：

【总结】做摩擦力大小的题的做题顺序：

练习1

用力F将质量为m的物体压在竖直墙面上，物体与斜面见动摩擦因数为μ，重力加速度为g。在下列不同情况下求物体所受墙面摩擦力的大小。

（1）物体保持静止（静摩擦力）

解析：

如图甲所示，由于物体与墙面相对静止，所以物体受到静摩擦力，且竖直向下的重力与竖直向上的摩擦力平衡，故f1=mg。

（2）物体以速度v下滑（滑动摩擦力）

解析：

由于物体与墙面相对滑动，所以物体受到滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式可得f2=μ·FN，物体在水平方向上受力平衡，物体受到的弹力FN等于外力F（如图乙所示），所以f2=μ·F（PS：此题不可用竖直方向受力平衡来求摩擦力，因为题目未明确说明物体匀速下滑）

（3）物体受到向下的拉力F1，仍保持静止（静摩擦力）

解析：

由于物体与墙面相对静止，所以物体受到静摩擦力，又因为物体静止，说明物体受力平衡，静摩擦力大小等于竖直向下的重力与拉力之和，所以f3=F1+mg。

（4）物体受到向下的拉力F1，向下滑动

解析：

由于物体与墙面相对滑动，所以物体受到滑动摩擦力，根据滑动摩擦力公式f4=μ·FN，物体在水平方向上受力平衡，物体受到的弹力FN等于外力F（如图丁所示），所以f4=μ·F（PS：此题没有说匀速滑动，所以竖直方向上三力不一定平衡，不可用受力平衡来求摩擦力）

练习2

答案：C

解析：由于手与啤酒瓶始终相对静止，所以此摩擦力为静摩擦力，静摩擦力没有任何公式，根据静止可知啤酒瓶处于平衡状态，说明啤酒瓶受到一个与重力大小相等、方向相反的静摩擦力，故选C。

练习3

答案：F2；μ（F1-mg）

解析：

第一种情况中：物体没动，说明物体受到静摩擦力的作用，由于物体受力平衡，则水平方向上的静摩擦力要和水平向右的外力F2抵消（如图戊所示），所以此时摩擦力大小等于F2。

第二种情况中：物体运动起来，说明物体受到滑动摩擦力的作用，根据滑动摩擦力的公式f=μ·FN可知摩擦力大小，此时的弹力应根据物体竖直方向的受力平衡来计算，由于物体在竖直方向上受到向下的重力、竖直向上的外力F1以及天花板施加给物体的一个向下的弹力FN（如图己所示），三力平衡，根据向上的力等于向下的力可列出F1=mg+FN，解得FN=F1-mg，所以摩擦力f滑=μ（F1-mg）。

补充：最大静摩擦力是有公式的，因为最大静摩擦力的大小等于滑动摩擦力。

本节课的内容到这里就结束啦！！

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