Question

11．如图所示，用水平力F将一个木块压在竖直墙壁上．已知木块质量为0.6kg，木块与墙壁间的动摩擦因数μ=0.25．
（1）当F=40N时，木块受到的摩擦力为多大？
（2）当F=10N时，此时木块受到的摩擦力为多少？此时木块所受到的合力为多少？
（3）求当F=10N时木块的加速度a为多少？

Answer 1

分析 （1、2）先求处最大静摩擦力，再判断木块的运动状态，当木块静止时，在竖直方向上受重力和静摩擦力平衡，根据平衡条件可求摩擦力，当木块运动时，受滑动摩擦力，根据f=μF求出滑动摩擦力的大小；
（3）根据牛顿第二定律求解加速度．

解答 解：（1）当F=40N时，最大静摩擦力f_max=μF=0.25×40=10N＞mg=6N，则木块处于平衡状态，
根据二力平衡条件知，木块受的静摩擦力一定和重力大小相等，方向相反，f₁=6 N．
（2）当F=10N时，最大静摩擦力f_max′=μF=0.25×10=2.0N＜mg=6N，木块沿墙面下滑，此时木块和墙面之间是滑动摩擦力f₂=μF=0.25×10=2.5N，
合力F_合=mg-f₂=6-2.5=3.5N
（3）根据牛顿第二定律可知，当F=10N时木块的加速度a=$\frac{{F}_{合}}{m}=\frac{3.5}{0.6}=5.83m/{s}^{2}$．
答：（1）当F=40N时，木块受到的摩擦力为6N；
（2）当F=10N时，此时木块受到的摩擦力为2.5N，此时木块所受到的合力为3.5N；
（3）当F=10N时木块的加速度a为5.83m/s²．

点评 解决本题的关键知道静摩擦力的大小与正压力的大小无关，但是滑动摩擦力的大小与正压力的大小有关．同时一般认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力．