靜摩擦力f隨著沿相對運動趨勢方向的外力F外的增大而增大,但靜摩擦力存在著一個最大值,如果外力F外超過了這一最大值,物體之間由相對運動趨勢轉變為了相對運動,此時的摩擦力就不是靜摩擦力了,這個最大值就是最大靜摩擦力.在研究摩擦力的實驗中,用彈簧測力計拉一放在水平桌面上的木塊,木塊運動狀態及彈簧測力計的讀數如表所示(每次實驗時,木塊與桌面的接觸面相同),則由此表分析可知
實驗 次數 | 木塊運 動狀態 | 彈簧秤讀數(N) |
1 | 靜止 | 0.4 |
2 | 靜止 | 0.6 |
3 | 加速 | 0.7 |
4 | 勻速 | 0.5 |
5 | 減速 | 0.3 |
A.木塊受到的最大靜摩擦力為0.5N
B.木塊受到的最大靜摩擦力一定為0.7N
C.在這五次實驗中,木塊受到的摩擦力大小有三次是相同的
D.在這五次實驗中,木塊受到的摩擦力大小有二次是相同的
C
(1)物體處于靜止或勻速直線運動狀態時,受到平衡力的作用,二力平衡的條件:大小相等,方向相反,作用在同一條直線上,作用在同一個物體上.
(2)滑動摩擦力大小跟壓力大小和接觸面的粗糙程度有關,跟接觸面積,運動速度無關.
(3)產生摩擦力的條件是:兩個物體相互接觸,并且發生相對運動或者具有相對運動的趨勢,否則就不會產生摩擦力.
解答:(1)彈簧測力計顯示的是拉力的大小,木塊勻速直線運動時,摩擦力和拉力是平衡力,大小相等;木塊加速和加速時,運動狀態不斷改變,一定受非平衡力的作用,摩擦力和拉力不是平衡力.
(2)第1次和第2次實驗,木塊保持靜止狀態但是有運動趨勢,水平方向上受到拉力和摩擦力的作用,兩個力是平衡力,大小相等,第一次的靜摩擦力是0.4N,第二次的靜摩擦力是0.6N.
(3)第3、4、5次實驗中,壓力相同,接觸面的粗糙程度相同,滑動摩擦力相同,都是0.5N,滑動摩擦力跟接觸面積、運動速度無關.
綜上,木塊受到的最大靜摩擦力是0.6N,第3、4、5次木塊受到的摩擦力大小相同.
故選C.
點評:本題需要注意兩點:
(1)掌握二力平衡條件,物體靜止和勻速直線運動時物體受到平衡力的作用.
(2)在運動前的一剎那,施力物體不僅要克服動摩擦力的阻力,還需要克服物質之間的鑲嵌力所做一剎那的功,所以靜摩擦力略大于動摩擦力.