摩擦力作用点的位置
作 者：刘德华（湖北省钟祥市东桥中学）
首先，我们研究静摩擦力作用点的位置. 我们知道，放在水平木板上而无其他策动力的木块是不受摩擦力的，所受的支持力N与重力G在同一直线上. 现对木块施加一个水平向右的拉力F,使之有向右的运动趋势，于是木块受到木板施予的静摩擦力f的作用，显然，摩擦力的接触点在接触面上，作用线通过作用点沿水平方向向左.静摩擦力作用点在接触面的何处呢？
由于木块与木板是面接触，接触面上各宏观点都受到摩擦，摩擦力的作用点，就是指各受力点的平均位置. 摩擦力作用点是否在木块底面中点？这要看压力分布是否均匀。由于木块受拉力F作用有向右转动的趋势，对桌面的压力分布并不均匀且右部比左部大，因此摩擦力及支持力的作用点位于重力作用线以右，即木块所受的四个力不是共点力。
如图，设木块从3为a ,高为b，F的作用线通过重心O，摩擦力作用点E到支点A的距离为x，由于木块不转动ΣM=0,所以有：
考虑到N＝G，解上面的方程得到：
可见，静摩擦力的作用点不在
处，即不在受力面的中心，而在偏向拉力的一方，且与拉力F的大小有关系，F越大，偏离中心越远。接下来，我们再来研究滑动摩擦力作用点的位置。F增大到大于最大静摩擦力，而使木块开始运动，当木块匀速运动时，F的大小等于滑动摩擦力。设摩擦系数为μ，则F=f=μN=μG，代入（1）式中得，滑动摩擦力的作用点到A点的距离为：
由（2）式还可以得出测滑动摩擦力实验的成功条件：要使实验中木块不转动x≥0，即
，所以
，亦即所选用的木块尺寸及相对摩擦系数μ必须满足，否则，μ太大或长高之比
太小，均会使木块翻转，导致不能测出滑动摩擦力。（本文刊载《中学物理》2000年11期第17页）
相关链接：
关于滚动摩擦问题的研究
滑动摩擦力为什么与接触面积无关
木块对斜面压力作用点的位置
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