《2025年金版新学案高中同步导学高中物理必修第一册人教版》

例 6 质量为 $ 3.0 \, kg $ 的空木箱放置在水平地面上，沿水平方向施加拉力，当拉力 $ F_{1} = 8.0 \, N $ 时，木箱静止；当拉力 $ F_{2} = 10.3 \, N $ 时，木箱做匀速运动（$ g $ 取 $ 9.8 \, N/kg $）。求：
（1）木箱与地面间的动摩擦因数；
（2）木箱在拉力 $ F_{1} $ 的作用下受到的摩擦力的大小；
（3）木箱在 $ 12.0 \, N $ 的水平拉力作用下，受到的摩擦力的大小。

答案：
(1)0.35
(2)8.0N
(3)10.3N
解析：
(1)当拉力$F_{2}=10.3N$时，木箱匀速运动，木箱在水平方向上受到拉力$F_{2}$和滑动摩擦力$F_{f1}$的作用，根据二力平衡的条件有$F_{f1}=F_{2}=10.3N，$木箱放在水平地面上，则地面对木箱的支持力大小等于木箱的重力大小，即$F_{N}=mg$
根据滑动摩擦力公式$F_{f}=\mu F_{N}，$则木箱与地面间的动摩擦因数为$\mu=\frac{F_{f1}}{F_{N}}$
联立解得$\mu≈0.35。$
(2)当拉力$F_{1}=8.0N$时，木箱静止，木箱在水平方向上受到静摩擦力$F_{静}$和拉力$F_{1}$的作用，根据二力平衡的条件有$F_{静}=F_{1}=8.0N。$
(3)当拉力$F_{3}=12.0N$时，木箱将在地面上滑动，此时木箱所受到的摩擦力为滑动摩擦力。由
(1)可知$F_{f3}=F_{f1}=10.3N。$

例 7 把一重为 $ G $ 的物体用一个水平的推力 $ F = kt $（$ k $ 为恒量，$ t $ 为时间）压在竖直且足够高的平整的墙上，如图所示。$ t = 0 $ 开始物体所受的摩擦力 $ F_{f} $ 随 $ t $ 变化关系正确的是（ ）


尝试解题：

答案： D 由于物体所受的水平推力为F=kt，由二力平衡得，墙对物体的支持力$F_{N}=kt。$当$F_{N}$比较小时，物体受到的摩擦力$F_{f}$小于物体的重力G，物体将沿墙壁下滑，此时物体受的摩擦力为滑动摩擦力，大小为$F_{f}=\mu F_{N}=\mu kt；$当摩擦力$F_{f}$等于重力G时，物体不能立即停止运动，物体受到的摩擦力仍然是滑动摩擦力；随着摩擦力的增大，摩擦力将大于重力，物体做减速运动直至静止，滑动摩擦力变为静摩擦力，静摩擦力大小与压力无关，跟重力始终平衡。故选D。

针对练. 如图所示，物体 A 的质量为 $ 1 \, kg $，置于水平地面上，物体与地面间的动摩擦因数 $ \mu = 0.2 $，从 $ t = 0 $ 开始，物体以一定的初速度 $ v_{0} $ 向右滑行的同时，受到一个水平向左、大小恒为 $ F_{0} = 1 \, N $ 的作用力，则反映物体受到的摩擦力 $ F_{f} $ 随时间变化的图像正确的是（取向右为正方向，$ g $ 取 $ 10 \, N/kg $）（ ）

答案： C 物体A向右滑动时，受到地面向左的滑动摩擦力，由$F_{f}=\mu F_{N}=\mu mg$得$F_{f}=2N；$物体静止后，因受到向左的拉力$F_{0}=1N＜F_{f}，$故物体A不再运动，由二力平衡可知，物体A受到向右的静摩擦力，$F_{f}'=F_{0}=1N。$故选C。