Question

如图所示，在粗糙的斜面上，一木块受平行斜面向上的力F作用，处于静止状态．现在逐渐增大力F，木块一直处于静止状态．关于木块所受的摩擦力大小和方向，下列说法正确的是（ ）
A．摩擦力的方向始终沿斜面向下
B．摩擦力的方向可能改变方向
C．摩擦力大小一定变大
D．摩擦力大小可能先变小后变大

Answer

木块始终处于静止状态，合力为零．由于开始时，F与重力沿斜面向下的分力大小关系未知，要分三种情况进行讨论：F=Gsinα、F＞Gsinα和F＜Gsinα，确定静摩擦力的方向，再根据平衡条件分析F增大时，摩擦力的大小和方向如何变化．
【解析】
设木块的重力为G，斜面的倾角为α，讨论如下：
①若开始时，F=Gsinα，木块相对斜面没有运动趋势，不受静摩擦力，当F增大时，则木块所受的静摩擦力将沿斜面向下，由平衡条件得：F=Gsinα+f，可见，F增大，f增大；
②若开始时，F＞Gsinα，木块相对斜面有向上的运动趋势，静摩擦力沿斜面向下，当F增大时，则木块所受的静摩擦力仍沿斜面向下，由平衡条件得：F=Gsinα+f，可见，F增大，f增大；
③若开始时，F＜Gsinα，木块相对斜面有向下的运动趋势，静摩擦力沿斜面向上，由平衡条件得：F+f=Gsinα，可见，F逐渐增大时，f变小；当F=Gsinα时，f=0；F继续增大，则摩擦力方向沿斜面向下，f变大．即摩擦力先变小后变大．
故选BD．