Question

物理问题：摩擦力问题

物理问题：摩擦力问题当物体静止在水平桌面上，此时有一向右且不断增大的拉力F作用在物体上，静摩擦力f也随之增大并且等于拉力F。当静摩擦力f（也可以说是拉力吧）等于最大静摩擦力时，按照二力平衡，物体应该还是静止。但是课堂上却说"当静摩擦力等于最大静摩擦力时物体开始运动"，更奇怪的是，课堂上还说"当拉力等于最大静摩擦力时物体做均速直线运动"，均速直线运动属于受力平衡，但是受力平衡的物体也可以是静止不动啊，我说物体此时静止不可以吗？听说最大静摩擦力略小于静摩擦力。这个跟我的问题怎么联系起来呢？

Answer 1

摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力，静摩擦力和物体的运动趋势有关，滑动摩擦力和压力以及动摩擦因数有关。最大静摩擦力略小于滑动摩擦力（实际现象）。

当物体静止时，如果向物体施加一个从0慢慢增大的力时，
1、当这个力小于最大静摩擦力时，地面就会对物体产生一个静摩擦力，静摩擦力等于施加的力F。物体保持静止。
2、当这个力等于最大静摩擦力时，物体如果受到轻微扰动，静摩擦力将消失变为滑动摩擦力，物体会一直加速运动。物体加速过程中（此时物体速度为V），如果将推力F变为滑动摩擦力（f=压力xμ）,物体将保持这个速度匀速运动下去。
3、当这个力大于最大静摩擦力时，物体一直加速运动下去。

追问

"如果将推力F变为滑动摩擦力（f=压力xμ）,物体将保持这个速度匀速运动下去"这里不懂

Answer 2

"当静摩擦力等于最大静摩擦力时物体开始运动"，
可以把这句话改成："当静摩擦力等于最大静摩擦力之后物体开始运动"，（实际上不改也是对的）
你说物体此时静止当然不可以，明明是运动你要说静止

追问

如果当静摩擦力等于最大静摩擦力之后，拉力F也不在增大了，将会如何？是静止呢还是开始相对桌面运动了？

要让物体从静止变成相对运动，合外力必须不为零吧？

追答

说的是开始运动，没说速度已经是多少多少了，
比如小明6点整开始跑步，此时速度为零，也可以说开始跑步，开始运动啊
再比如，小球在5秒时从最高点开始滚下，开始滚下时刻不表明有速度

开始运动和正在运动不是同一个意思

追问

还是不懂，，

追答

哪里不懂

追问

一旦静摩擦力等于最大静摩擦力后并且拉力F也不再增大了，物体开始运动了吗？

追答

显然，力平衡，不运动
还有什么疑问

追问

那好，那如果此时我把力稍稍增大了一点，物体终于动起来了，此时物体做的是匀加速运动对吗？

追答

问题不要想偏了，从你问问题的情况看，逻辑性还可以，但又很固执
稍稍增大了一点，这怎么增大，是突然变大的，变大后又不变，如果这样，那这不也很显然吗，由牛顿第二定律算得加速度恒定，是匀加速（你懂的就不要问了，问关键，我也答关键）

追问

那拉力F增大后不变，物体就是做匀变速了对吧？

追答

说过了，是的，
问题一次问过，问过的不用再问了

追问

好的，那么如果此时我又把力减小到原来增大前的大小，并且又保持不变，那么物体将会静止还是依然相对运动了？

追答

当然运动，原来运动时受到的力合力为零，就保持原来的速度大小和方向做匀速直线运动———牛顿第一定律所说

追问

那以后我如果做实验岂不是很麻烦？要让一个物体从静止变成匀速直线相对运动，先要拉力等于fmax再增大一点再减小至等于fmax？

追答

这怎么又和实验扯上了

追问

我只是确认一下流程是不是这样的先

追答

而且先要拉力等于fmax再增大一点再减小至等于fmax？这没有一点根据啊，
根本没有这样的流程
你先说清是做什么样的实验我来看看

追问

如果不增大，物体还是二力平衡处于的静止状态

追答

关键是做什么实验，
做什么实验也不知道，无法判断操作是否正确
我很想知道你是老师还是学生，如果是老师确实有点弱，如果是学生真是很佩服你的钻研精神。
"如果不增大，物体还是二力平衡处于的静止状态"，对这个问题不是解释过了，怎么又问重复的问题，处于静止状态又怎么样，和实验有什么关系，是一个什么样的实验？
你不想说是什么实验我就无能为力了，
你自己先思考一下吧

追问

当物体静止的时候我要让它匀速直线相对运动，这时候就需要一个加速度，也就是说要产生一个合外力，所以必须制造一个合外力，也就是拉力稍稍大于最大静摩擦力，于是物体终于动起来了，只不过此时他做的是匀加速直线相对运动，我要让他匀速，合外力就必须为零，所以拉力只能减小到等于最大静摩擦力。这时候物体就做匀速直线相对运动了。按道理应该是这样啊，如果还要看做什么实验而定，那么牛二那些岂不是要看什么情况下才能用？

追答

从你的这段话就看出了是做什么实验，是让物体匀速运动的实验。
让静止物体匀速运动，必然有加速过程（合力不为零），最后必然合力为零（匀速运动时），这些不是显然的吗，我不相信你不知道，
但你的关键疑问是什么？

追问

那现在前一个问题（运动状态问题）解决了，现在到后一个问题了（fmax与滑动摩擦力大小的问题）

这幅图怎么解释

追答

主要意思是：当物体滑动后的滑动摩擦力比最大静摩擦力小一些

追问

为什么要这样

追答

这幅图不但好解释，而且符合实际，体会不深的话你可以做一下实验

追问

没条件啊，，所以就想问一下为什么会这样

追答

这幅图不但好解释，而且符合实际，体会不深的话你可以做一下实验（不会没条件的，推一下箱子推一下桌子凳子都是可以的，甚至现在伸脚用鞋在地上做一下实验，更甚至推一支笔，一块橡皮……），
这是实验所得，可以说没有为什么（至少中学不要求知道为什么，也难以解释清为什么，关于摩擦力的问题至今还有未解之谜，话说回来没有为什么只是某一层次来说的，更深的层次终究会有为什么的原因的，这些原因看来会被象你一样追根问底的人解决）

追问

我是高中的，，，

那我以后可以看成当做滑动摩擦力等于最大摩擦力吗

追答

一切由题意决定，

Answer 3

设最终静止时，环相对于棒的位移为L，根据能量守恒，机械能克服摩擦力做功损耗了
棒的重心下降了H，环的重心下降了H+L
mgH+mg(H+L)-KmgL=0
2mgH+mgL(1-K)=0
L=2H/(K-1)
摩擦力做的负功
W=-kmgL=2KmgH/(1-K)