Question

9．质量为2kg的物块放在水平地面上，与地面间的动摩擦系数为0.2，最大静摩擦力等于滑动摩擦力求：
（1）若用F₁=3N的水平拉力向右拉物块，求地面给物块的摩擦力；
（2）若用F₂=5N的水平拉力向右拉物块，求地面给物块的摩擦力；
（3）在物块向右运动时，F₂的方向，改为水平向左而大小不变，求力的方向改变后物块的加速度．

Answer 1

分析 （1）根据滑动摩擦力公式分析最大静摩擦力的大小，当拉力小于最大静摩擦力时，物体保持静止，根据平衡条件可求向摩擦力；
（2）拉力大于最大静摩擦力时，物体滑动，摩擦力等于滑动摩擦力；
（3）求出物体受到的合力，根据牛顿第二定律可求得加速度．

解答 解：物块和地面间的最大静摩擦力f₀=μmg=0.2×20=4N     
（1）因F₁=3N＜f₀=4N物块静止
f₁=F₁=3 N；方向向左                               
（2）因F₂=5N＞f₀=4N物块向右运动；
f₂=μmg=0.2×20=4N；方向向左                      
（3）拉力改变方向后，向右做匀减速运动时，加速度大小为
a₁=$\frac{{F}_{2}+{f}_{0}}{m}$=$\frac{5+4}{2}$=4.5 m/s²   
方向与运动方向相反，故摩擦力向左                         
答：（1）若用F₁=3N的水平拉力向右拉物块，地面给物块的摩擦力为3N，方向向左；
（2）若用F₂=5N的水平拉力向右拉物块，地面给物块的摩擦力为4N；方向向左；
（3）在物块向右运动时，F₂的方向，改为水平向左而大小不变，力的方向改变后物块的加速度大小为4.5 m/s²；方向水平向左．

点评 本题考查摩擦力的计算以及牛顿第二定律，在分析摩擦力时一定要先明确是滑动摩擦还是静摩擦力，二者大小的计算方法不同．