任爾東西南北“風(fēng)”有無摩擦了心中

王浩宇

(河北省樂亭第一中學(xué)高三5班，河北　樂亭　063600)

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任爾東西南北“風(fēng)”有無摩擦了心中

王浩宇

(河北省樂亭第一中學(xué)高三5班，河北樂亭063600)

摘要：一題多變是拓寬思路的先導(dǎo)，也是“引水入田的渠道”，設(shè)問逐步加深，思想逐漸深化，可使理解更加深刻.受力分析是高中物理解題的重中之重，而摩擦力的分析則是難中之難.本文分析了當(dāng)斜面體上的物塊靜止、勻速下滑、加速下滑時(shí)，斜面體受地面的摩擦力有無及方向歸類變式，旨在培養(yǎng)我們的思維能力，并把這種思維方式，遷移到以后的學(xué)習(xí)中.

關(guān)鍵詞：木塊；斜面體；摩擦力方向

高三伊始，考前復(fù)習(xí)如火如荼，題目似曾相識(shí)，結(jié)果卻大不相同.老師說物理重在領(lǐng)悟而不是靠死記硬背，縱然題目改頭換面、千種變身，總有一定規(guī)律，現(xiàn)將有關(guān)試題稍做整理，敬請(qǐng)大家指正.

1靜止在斜面上的物體不受水平方向的推力

例1：如圖1所示，傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊靜止在斜面體上，求桌面對(duì)斜面體的摩擦力.

變式一：圖2中，在木塊m上放一個(gè)與m完全相同的物塊時(shí).

變式二：圖3中，在木塊m上施加一豎直向下的力F時(shí).

對(duì)M和m進(jìn)行整體分析，可知以上題目中斜面體無相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故而斜面體均不受地面的摩擦力.

2靜止在斜面上的物體在水平方向受力作用

變式三：圖4中，在木塊m上施加一水平向右的力F時(shí).

變式四：圖5中，在木塊m上施加一沿斜面向上的力F時(shí).

變式五：圖6中，在木塊m上施加一垂直斜面向下的力F時(shí).

變式六：圖7中，在木塊m上施加一斜向右方但不再與斜面平行的力F時(shí).

變式七：圖8中，在木塊m上施加一水平向右的力F同時(shí)，在M上施加一水平向左的與F等大的力時(shí).

對(duì)M和m進(jìn)行整體分析，可知除變式七外，整體上都有相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故而斜面體受地面的水平向左的摩擦力.而變式七中由于左右方向的力平衡，故而斜面體不受摩擦力.

3物體沿斜面體勻速向下滑動(dòng)，斜面體相對(duì)地面靜止

例2：如圖9所示，傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊剛好沿斜面體勻速下滑，求桌面對(duì)斜面體的摩擦力方向.

圖9中，木塊勻速向下滑動(dòng)，則m對(duì)M的壓力與摩擦力合力豎直向下，可知M無相對(duì)地面滑動(dòng)趨勢(shì)，故而(9)圖中M不受地面的摩擦力.

變式一：在圖9基礎(chǔ)上，在木塊勻速下滑時(shí)，施加沿斜面向下或沿斜面向上的力，但木塊仍在斜面體上向下滑動(dòng)，如圖10、11所示，雖然對(duì)木塊施加了沿斜面方向的力，但只要m相對(duì)M向下滑動(dòng)，就不影響斜面體的受力情況，故而M也不受地面施加的摩擦力.那么在木塊開始勻速下滑后，所受力不再沿斜面時(shí)，情況又如何呢？

變式二：在圖9基礎(chǔ)上，在木塊勻速下滑時(shí)，如圖12所示，在m上再放上一個(gè)與m完全相同的木塊m.

變式三：在圖9基礎(chǔ)上，在木塊勻速下滑時(shí)，如圖13所示，在m上施加一豎直向下的力F.

變式四：在圖9基礎(chǔ)上，在木塊勻速下滑時(shí)，如圖14所示，在m上施加一水平向右的力F.

變式五：在圖9基礎(chǔ)上，在木塊勻速下滑時(shí)，如圖15所示，在m上施加一垂直斜面向下的力F.

變式六：在圖9基礎(chǔ)上，在木塊勻速下滑時(shí)，如圖16所示，在m上施加一斜向下的力F，與斜面不平行.

在上述5圖的變式中，m對(duì)M的壓力、摩擦力均發(fā)生了變化，但由于μ=tanθ，故而m對(duì)M壓力與摩擦力在水平方向上的合力仍為0，以上5圖中無論在m上施加哪個(gè)方向上的作用力，M均不受地面施加的摩擦力.

4物體不受推力就可沿斜面體加速下滑，斜面體相對(duì)地面靜止

例3：如圖17所示，傾角為θ、質(zhì)量為M的斜面體靜止在水平桌面上，質(zhì)量為m的木塊沿斜面體加速下滑時(shí)，求桌面對(duì)斜面體的摩擦力方向.

圖17中由于m加速下滑，對(duì)M受力分析可知，M已有相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故而M受地面施加的水平向左的摩擦力.

變式：在圖18、19中，對(duì)m施加了沿斜面方向的F，但m與M之間作用力與圖17相同，圖17中M已有相對(duì)地面向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故而圖18、19中M受到地面施加的水平向左的摩擦力.在圖20—24中，分別施加垂直斜面向下、放與m完全相同的物體、對(duì)m施加豎直向下的力F、對(duì)m施加水平向右的力F、對(duì)m施加斜向左下但不與斜面平行的力F，在以上各變式中，m對(duì)M的壓力滑動(dòng)摩擦力在圖17基礎(chǔ)上均增大，由于μμFcosθ,故而經(jīng)計(jì)算可得M仍有向右運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，M受地面施加的水平向左的摩擦力.

受力分析是高考物理的重要考點(diǎn)，也是被老師提了無數(shù)遍的四個(gè)字，只要在學(xué)習(xí)的時(shí)候注意聽講，多做總結(jié)，突破這一薄弱環(huán)節(jié)，即使題目千變?nèi)f化，也會(huì)變得易如反掌.