Question

在垂直面上的一个物体 水平施加多大的力才能使它静止不向下滑

假设物体重1公斤
墙壁摩擦因数是0.5
难道要水平施加2公斤以上的力才能使它不下滑？？？
实际情况是用的力要小于物体的重力啊！！！

Answer 1

我认为老师讲的没有问题，只是概括性太强。物块对斜面的力是弹力和摩擦力的合力，弹力和摩擦力的合力的方向怎样，这一关键点需要分析题目的前提条件。这个问题的前提条件是：物块放在斜面上，匀速下滑，斜面始终静止。即在没有其它外力作用时，物体可以沿斜面匀速下滑，在此情况下，物块对斜面的作用力即弹力和摩擦力的合力是竖直向下的，所以斜面与水平面之间没有静摩擦力。并且滑动摩擦力与正压力之比是个恒量，为物块与斜面之间的动摩擦因数。 在上述条件下，可以将问题结合外力F施加的情况作如下引申： 1、如果对物块施加平行于斜面方向的作用力F，物块将沿着斜面作匀变速直线运动，但是对物块与斜面之间的正压力、滑动摩擦力均无变化，即对物块与斜面之间的作用力没有影响，所以在这种情况下斜面与水平面之间也没有静摩擦力。 2、如果对物块施加垂直于斜面方向的作用力F时，物块与斜面之间的正压力、滑动摩擦力均按比例增加，滑动摩擦力与正压力之比与物块匀速下滑时一样，比值都为动摩擦因数。所以物块对斜面的作用力增大了，但是方向仍然竖直向下，斜面与水平面之间仍然没有静摩擦力。只是物块要作减速运动了。 3对物块施加竖直向下的作用力F时，按照上述分析方法可知，物块仍然作匀速运动，并且斜面与水平面之间没有静摩擦力。 4、还有一种情况是对物体施加水平方向的作用力F，仍然不会改变正压力与滑动摩擦力之间的比例关系，所以斜面与水平面之间仍然没有静摩擦力。综上所述，本问题可以推广为：在题设条件的前提下，无论怎样施加外力，只要物块可以沿着斜面滑下，正压力与滑动摩擦力之间的比例关系就不会改变，当然其合力大小随着外力大小、方向的不同而不同，但是物块对斜面的压力与滑动摩擦力的合力方向总是竖直向下的，斜面与水平面之间都没有静摩擦力。本题条件若改为“物块放在斜面上，匀加速下滑，斜面始终静止”，在运动过程中施加上述四种情况中的作用力F，那么情况就自然不同了，可以试着分析一下。