物理力學(xué)名詞之一
靜摩擦力：當(dāng)一個物體在另一個物體表面有相對運(yùn)動的趨勢，但不發(fā)生相對運(yùn)動時，阻礙物體相對運(yùn)動的力稱為靜摩擦力。
基本信息
中文名
靜摩擦力
外國名
生成條件
接觸面粗糙
主題
物理力學(xué)
?基本定義
靜摩擦力
當(dāng)一個物體在另一個物體的表面上有相對運(yùn)動的趨勢時，阻礙該物體相對運(yùn)動的力稱為靜摩擦力。 這里需要注意三點(diǎn)：第一，兩個物體緊密接觸但相對靜止； 第二，它們之間有相對滑動或滾動的趨勢，但尚未發(fā)生相對滑動或滾動。 第三，兩個物體都必須是粗糙的。 物體在傾斜表面上也存在靜摩擦力。
生成條件
①接觸面粗糙；
②兩個物體互相接觸，互相作用力；
③ 物體之間存在相對運(yùn)動的趨勢；
④兩個物體相對靜止。
力的方向
①方向：靜摩擦力的方向總是沿著接觸面，但當(dāng)接觸面為曲面時，與接觸面相切，與物體的相對運(yùn)動趨勢相反。 所謂相對，是指以施加摩擦力的施力物體為參考系。
②相對運(yùn)動趨勢方向的確定：假設(shè)接觸面光滑、無摩擦，觀察物體的相對運(yùn)動方向，確定相對運(yùn)動趨勢的方向。
力的大小
看上圖中的裝置，它逐漸水平移動，因此物體與桌子之間的靜摩擦力不再存在。 從上面的分析可以看出：
①最大靜摩擦力：靜摩擦力存在一個最大值，稱為最大靜摩擦力。 它等于使物體移動所需的最小外力。
②靜摩擦力的大小不是一個固定值。 靜摩擦力隨實(shí)際情況而變化。 大小在零和最大靜摩擦之間。
之間。 其值可以由物體的運(yùn)動狀態(tài)來確定。 最大靜摩擦力與接觸表面壓力成正比。 最大靜摩擦力隨壓力增大而增大，隨壓力減小而減小。
靜摩擦很常見。 例如，人走路時，會受到向前靜摩擦力的影響（人的腳后跟相對于地面往往會向后移動，腳后跟一旦離開地面，就沒有動力，也沒有靜摩擦力）。 例如汽車的輪子，滾動摩擦本質(zhì)上是靜摩擦）靜摩擦力的大小只能根據(jù)物體當(dāng)前的運(yùn)動狀態(tài)（平衡或加速度）、平衡條件和牛頓定律來求解，與什么無關(guān)與正壓力有關(guān)（不同于最大靜摩擦力）。 例如，手中的瓶子或刷子之所以不會打滑，就是由于靜摩擦力的作用。 將線編織成布并將布縫制成衣服的能力也依賴于紗線之間的靜摩擦力。 靜摩擦在生產(chǎn)技術(shù)中也有許多應(yīng)用。 例如，帶式輸送機(jī)依靠貨物與輸送帶之間的靜摩擦力將貨物發(fā)送到其他地方。 另外，自行車、汽車的驅(qū)動輪與地面的摩擦力也是靜摩擦力，也就是說滾動摩擦力也是靜摩擦力。
分析方法
條件法
根據(jù)靜摩擦發(fā)生的條件來判斷。 這是分析靜摩擦力最直接、最基本的方法。
分析：如果三角形木塊和兩個小木塊都靜止不動，則三者可視為一個整體，如圖2所示，整個身體在垂直方向上受到重力和水平面的支撐力的影響方向，合力為零； 不受水平方向其他力的影響，沒有相對于水平面移動的趨勢，因此在三角形木塊粗糙的水平面上不存在靜摩擦力。
靜摩擦力
假設(shè)法
假設(shè)沒有靜摩擦，分析物體的相對運(yùn)動以確定靜摩擦的影響。
示例 2. 如圖 3 所示，桿 AB 靜止靠在直角墻上。 墻壁的垂直部分是光滑的，水平部分是粗糙的。 嘗試分析桿上的靜摩擦力。
靜摩擦力
分析假設(shè)桿沒有受到靜摩擦力，則桿的B端會向右滑動，說明桿的B端受到水平靜摩擦力的影響而向左滑動，阻礙了運(yùn)動的趨勢。桿相對于地面向右移動。
平衡技術(shù)
根據(jù)物體處于平衡狀態(tài)的條件進(jìn)行分析。
(1) 利用公共點(diǎn)力平衡條件：
例3 如圖4所示，將質(zhì)量為m的木塊放置在傾斜角為α的固定斜坡上。 塊體與斜坡之間的動摩擦因數(shù)為。 塊體在外力F沿斜坡向上的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)。 求木塊與斜面之間的摩擦力f。
分析如圖5所示，塊體受到重力G、斜面支撐力N和外力F的作用。如果塊體與斜面之間存在摩擦力，則為靜摩擦力。 為了確定物塊相對于斜面的運(yùn)動趨勢，首先需要確定外力F與重力沿斜面的分力mgsinα之間的關(guān)系。 由于F的大小未知，故共點(diǎn)力平衡條件討論如下：
①如果
，塊體與斜面之間不存在相對運(yùn)動趨勢，因此塊體與斜面之間不存在摩擦力。
②如果
，木塊相對于斜面有向上運(yùn)動的趨勢，斜面對木塊的靜摩擦力沿斜面向下，有
，現(xiàn)在
③如果
。
(2) 利用力矩平衡條件：
例4 如圖6所示，用一根不可伸長的輕繩將一個重量為G的均勻球懸掛在垂直墻上的A點(diǎn)。 球靜止不動斜面的摩擦力怎么求斜面的摩擦力怎么求，繩子系在球上的 C 點(diǎn)。 嘗試分析球與垂直墻壁之間的靜摩擦力的方向。
分析球上的應(yīng)力如圖7所示。以球心為支點(diǎn)，合力矩為零。 其中，重力G和支撐力N均經(jīng)過球心，力矩為零。 因此，靜摩擦力的力矩與繩索拉力的力矩相等，方向相反。 因此，B處靜摩擦力的方向必須垂直向上，即逆時針方向。 該力矩由繩索張力 T 產(chǎn)生的順時針力矩平衡。
牛頓第二定律分析
例5.如圖8所示，兩個物體A和B堆疊在固定的光滑斜坡上并一起滑落。 求 B 上的靜摩擦力。
分析首先將A、B作為一個整體作為研究對象。 因?yàn)槠露仁瞧交模訟、B的加速度一起下落
。
以物體B為研究對象，其加速度也為a。如圖9所示，將a沿水平和垂直方向分解為
,
分析B上的受力，由牛頓第二定律可知，重力與支撐力的合力產(chǎn)生垂直方向的加速度。
，而水平方向的加速度
它應(yīng)該是由水平向左的靜摩擦力產(chǎn)生的，所以方向是向左的。
牛頓第三定律分析
例6 如圖10所示，在力F的作用下，質(zhì)量為m的兩個物體A和B均靜止。 試分析A上的靜摩擦力。
分析 直接通過隔離來分析A的受力比較困難。可以先隔離B，如圖11所示。可見，A對B的靜摩擦力和B的重力是一對平衡力力，即 A 對 B 的靜摩擦力
，方向垂直向上。根據(jù)牛頓第三定律，B對A的靜摩擦力
，方向垂直向下。 由于A處于平衡狀態(tài)，從平衡條件可以看出，A還受到壁面對其的靜摩擦力的作用。
，方向垂直向上。
總結(jié) 分析靜摩擦的方法有很多且靈活。 應(yīng)根據(jù)具體問題的特點(diǎn)選擇合適的方法。 上述方法的應(yīng)用往往不是獨(dú)立的，要注意聯(lián)系和有機(jī)結(jié)合。
