演示最大静摩擦力

实验目的

认识静摩擦力随外力变化的规律，测出最大静摩擦力，比较它与滑动摩擦力的大小。

实验原理

木块静止时受力平衡，静摩擦力 f 与水平拉力 F 大小相等、方向相反，随 F 增大而增大。当 F 增大到某一值时木块刚要滑动，此时的静摩擦力就是最大静摩擦力 fmax。静摩擦力的取值范围是 0 < f ≤ fmax。通常 fmax 略大于滑动摩擦力 f = μN，粗略计算中常把两者视为相等。

实验器材

• 木块
• 水平木板（或水平桌面）
• 弹簧测力计
• 砝码
• 细线

实验步骤

1. 将木块放在水平木板上，测力计挂钩钩住木块，沿水平方向拉。
2. 缓慢增大拉力，此时木块保持静止，记录测力计示数。
3. 继续增大拉力，找到木块刚要滑动时的最大示数，即 fmax。
4. 木块滑动后，拉动使其匀速运动，读出滑动摩擦力。
5. 在木块上加砝码增大压力，重复测量，比较 fmax 的变化。

实验现象与结论

拉力较小时木块不动，测力计示数随拉力增大而增大，说明静摩擦力随外力变化。拉力达到某值时木块开始滑动，此前的最大示数即最大静摩擦力。木块滑动后拉力略有减小，说明最大静摩擦力略大于滑动摩擦力；压力增大时，最大静摩擦力也增大。

注意事项

• 拉力要沿水平方向并缓慢增大
• 读数时视线与刻度垂直
• 木块滑动后注意别让它滑落桌面

常见问题

最大静摩擦力等于滑动摩擦力吗？

不完全相等，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力。题目没有特别说明时，常近似认为相等。

最大静摩擦力与哪些因素有关？

与接触面的粗糙程度和压力有关。一般压力越大、接触面越粗糙，最大静摩擦力越大。