試分析滑動摩擦力和正壓力關系表達式在變化中的巧用

易凡驍 湖南省長沙市周南中學

試分析滑動摩擦力和正壓力關系表達式在變化中的巧用

易凡驍 湖南省長沙市周南中學

在高中物理學科中滑動摩擦力和正壓力關系表達式是一個非常重要的知識點，高中生不僅要把握滑動摩擦力的概念和原理，并進行透徹地理解和分析，還要把滑動摩擦力和正壓力的關系表達式廣泛應用在各種不同情況當中。本文就針對滑動摩擦力和正壓力關系表達式在變化中的巧妙運用展開分析。

滑動摩擦力 正壓力 關系表達式 巧用

高中生一般都能夠對滑動摩擦力和正壓力的關系表達式有一定的認識，可以應用這個表達式解決比較簡單的問題。也就是說高中生應用該表達式的方法很普遍，沒有靈活創造地應用這個關系表達式解決不同問題，沒有達到巧用的程度。因此高中生必須懂得滑動摩擦力和正壓力關系表達式在不同情況下的特殊用法。

1 簡述滑動摩擦力和正壓力的關系表達式

滑動摩擦力是高中物理力學內容里的重點知識，滑動摩擦力在生活中處處存在，而滑動摩擦力和正壓力之間有著千絲萬縷的聯系，將它們的這種關系通過公式表達出來就是。本來活動摩擦力的出現就和物體受到的正壓力有關，在這個關系表達式里更是體現了二者之間的重要聯系，高中生想要巧用這個關系表達式解決相關問題，就必須明白該關系式中各個量的含義，u是指摩擦系數，即物體之間的接觸面材料、光滑度等因素不同而導致產生的摩擦力大小也不同。摩擦系數就是一個比例常數，其具體的計算方式不需要高中生詳細掌握，只要在實踐中能夠正確使用摩擦系數，并且熟練運用該關系表達式解答問題。

2 滑動摩擦力和正壓力關系表達式在不同問題中的巧用

高中生在日常學習中遇到關于滑動摩擦力和正壓力的問題時，就要考慮怎樣巧妙運用關系表達式來解決，鍛煉自己思維能力的同時，還應該養成靈敏的判斷力，找準問題的切入點，恰當運用關系表達式。比如，在粗糙斜面B上有一個木塊A，A從上面勻速下滑，B則保持靜止不動，則B相對于水平面有無運動趨勢，高中生在分析這個問題的時候，就要注意A、B兩個物體分別的受力情況。由于平衡條件的影響，因而A受到支持力和滑動摩擦力的同時作用，其合力的方向豎直向上，再通過對木塊A受力情況的分析，根據牛頂第三定律的相關規定，可以知道A對B產生的壓力與它受到的滑動摩擦力形成的合力方向恰好相反，處于豎直向下的狀態。所以可以得到結論，斜面B在水平方向上沒有運動的趨勢。高中生明白這類題型的解法后，就可以繼續應用相關原理去解決這類問題的變形情況。

例如，在粗糙的水平地面上，有一個斜面A，此時剛好有一個木塊B從高處勻速滑下，斜面處于靜止狀態，在木塊B上施加一個沿斜面向下的拉力F，木塊在該力的作用下，開始做加速運動，試分析斜面A的情況。高中生還是可以通過對兩個物體受力情況的分析，來找到問題的突破點。該題和變形前的問題相比，多了拉力F的條件，所以在木塊B受到拉力之前，物體在兩題中的受力情況應該是相同的。當受到拉力影響之后，木塊的運動狀態發生改變，開始作加速運動，但是其受到的支持力和滑動摩擦力不會發生改變，那么作用在斜面A上的力也不變。所以的得出結論斜面A保持靜止狀態，并且在水平面上沒有運動趨勢。高中生解決這兩類問題時，用到更多的是共點力平衡條件，以及物理中的牛頓第三定律，倘若問題繼續變形，很多學生就會感到無從下手。

如在一個傾斜角θ是30°的斜面A上，木塊B沿著斜面勻速下滑，該斜面體靜止在地面，這時給木塊施加一個和豎直方向呈30°的拉力，斜面體還是不動，求地面作用于斜面體的摩擦力情況。高中生應該知道在拉力作用之前，兩個物體的受力情況和先前是一樣的，在拉力出現后，木塊B受到的斜面支持力就會改變，使得滑動摩擦力也發生變化。再分析斜面體的受力情況木塊對它的壓力和滑動摩擦力的合力影響到A。這時就要求我們高中生巧妙運用關系表達式。其實，高中生只要掌握物體受到的滑動摩擦力和支持力的方向不變，那么無論其大小怎樣變化，都可以應用該關系式，以及合力方向與支持力方向的夾角α來解題，即。該題中A對B的合力方向豎直向上，其與支持力的夾角未發生變化，再根據牛頓第三定律，可以得到B作用于A的壓力和滑動摩擦力的合力方向也是一直不變的，所以說斜面體A對水平地面沒有產生運動趨勢，其仍然處于靜止狀態。高中生在這道題中就很容易出現錯誤，關鍵在于對滑動摩擦力和正壓力關系表達式的認識不夠深刻，在解題過程中沒辦法進行巧妙運用。因此，我們高中生一定要仔細分析題目中各物體的受力情況并帶入關系表達式，創造性地進行處理。

結束語：高中生充分理解滑動摩擦力和正壓力的關系表達式是很有必要的，在后續應用過程中將起到事半功倍的作用，尤其是針對不同題目的變化情況巧妙運用關系表達式解題。

[1]田潔.摩擦力的探究實驗[J].讀與寫(教育教學刊),2016,(06):130-131+4