高中物理摩擦力的分析思路淺探

曹秉軒

摘 要：在高中物理學(xué)習(xí)中，摩擦力部分的知識(shí)點(diǎn)是很難把握的，由于對(duì)摩擦力的分析失誤，會(huì)導(dǎo)致解題失誤。針對(duì)摩擦力的產(chǎn)生條件，從不同角度對(duì)動(dòng)、靜兩種摩擦力的解題思路進(jìn)行分析，進(jìn)而掌握解題方法。

關(guān)鍵詞：高中物理；摩擦力；分析思路

在高中物理學(xué)習(xí)中，學(xué)生學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)就是摩擦力，掌握摩擦力解題方法非常重要。摩擦力主要分為靜摩擦力和動(dòng)摩擦力，這兩種摩擦力的產(chǎn)生是由于物體之間的摩擦，且摩擦的表面過(guò)于粗糙。對(duì)動(dòng)摩擦力滑動(dòng)趨勢(shì)的判斷不夠準(zhǔn)確，這往往是很多同學(xué)在學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)。

一、高中物理中的滑動(dòng)摩擦力

對(duì)滑動(dòng)摩擦力進(jìn)行判斷，物體的正壓力需要與平面垂直，而接觸的表面如果是曲面，正壓力則需要與該點(diǎn)的切線方向垂直。

例1.一個(gè)物體，已知其質(zhì)量為m，將m在斜面的頂端勻速滑下，μ為物體m與斜面之間動(dòng)摩擦因數(shù)，且α是這個(gè)斜面與水平線上的夾角，求物體m的摩擦力。

在這道題目中，首先要對(duì)物體進(jìn)行受力分析，筆者對(duì)物體進(jìn)行受力分析之后如下圖1所示，可以得出G1=mgcosα，G2=mgsinα，那么物體的正壓力FN=G1=mgcosα也就得出了該物體m的摩擦力為f=μmgcosα。這道題目主要是對(duì)物體正壓力確定的考查，在確定正壓力后，物體的摩擦力問(wèn)題也就迎刃而解。

在對(duì)物體的滑動(dòng)摩擦力進(jìn)行分析時(shí)，作為學(xué)生，經(jīng)常犯錯(cuò)誤的難點(diǎn)是對(duì)滑動(dòng)方向的判斷，這里的滑動(dòng)摩擦力可能是物體滑動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的阻力，也可以是滑動(dòng)的動(dòng)力。

例2.在圖2中，a為置于光滑平面的木板，b為小滑塊，且質(zhì)量為1000 g，將b在a平面的左面勻速滑向模板a，且v0=6 m/s，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的a、b、v、t之間的關(guān)系如圖3所示，求出時(shí)間t從0秒到3秒之間，b滑塊需要做多少功才能克服摩擦力滑動(dòng)？

在這道題目中，b在滑動(dòng)時(shí)有相對(duì)于a的向右運(yùn)動(dòng)，b在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦力的方向是左側(cè)，由于摩擦力是成對(duì)出現(xiàn)的，所以a受到b向右的摩擦力a和b各自受力平衡，a平面的摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向都是右側(cè)，摩擦力產(chǎn)生的方向與運(yùn)動(dòng)的方向是相反的，而圖3中b的加速度是每秒2米，那么b產(chǎn)生的摩擦力是f=ma=2 N，當(dāng)時(shí)間t從0 s到2 s之間變化時(shí)，a和b之間是存在摩擦力的，等到2 s到3 s之間，摩擦力消失，t從0到3的變化的過(guò)程中，b的右移長(zhǎng)度為x=8米，那么，摩擦力對(duì)b的功為-fx=16 J，也就得出了b為了克服摩擦力所需要做的功為16 J。

二、高中物理中的靜摩擦力

高中物理中，對(duì)摩擦力的分析，還包括對(duì)靜摩擦力的分析，而其中的難點(diǎn)就是對(duì)物體所產(chǎn)生的靜摩擦力的方向進(jìn)行判別。

例3.木塊A的重量是50 N，木塊B的重量是60 N，兩個(gè)木塊和水平面的動(dòng)力摩擦因數(shù)都是0.25，在A和B之間放置一個(gè)輕彈簧，輕彈簧受到擠壓之后縮短了2 m，且該彈簧的勁度系數(shù)是每米400 N，在B上面作用水平拉力，且F=1 N，求B木塊受到作用力之后，A和B所受到的靜摩擦力分別是多少？B木塊受到的水平壓力如圖4所示：

解題過(guò)程中，能夠得出A木塊與地面所產(chǎn)生的最大摩擦力為12.5 N，而B(niǎo)木塊與地面所產(chǎn)生的最大摩擦力為15 N，兩者之間夾住一個(gè)彈簧，且當(dāng)彈簧靜止時(shí)，兩個(gè)木塊和地面之間的摩擦力是8 N，水平拉B時(shí)，拉力和彈簧的力的方向是一致的，兩個(gè)力的合力是9 N，這個(gè)合力比木塊B與地面之間的摩擦力要小，所以此時(shí)的B木塊是處于靜止?fàn)顟B(tài)的，此時(shí)，木塊B受到的摩擦力發(fā)生變化，大小為9 N，而木塊A的摩擦力大小不變。

總的來(lái)說(shuō)，高中物理中摩擦力的分析是重點(diǎn)。作為學(xué)生，我們需要熟練分析靜摩擦力和動(dòng)摩擦力，掌握摩擦力知識(shí)，進(jìn)而能夠掌握更多的物理知識(shí)，有效提高自己的物理成績(jī)。

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？誗編輯 薄躍華