應(yīng)用摩擦角,巧解動力學(xué)問題

陳志鋒

雖然摩擦角不是高中物理教材中的知識內(nèi)容，但是利用摩擦角結(jié)合圖解法常常可以簡便求解一些涉及變力作用的動力學(xué)問題。下面就先介紹摩擦角的有關(guān)知識，再分別用解析法和摩擦角結(jié)合圖解法求解兩道動力學(xué)問題，展示應(yīng)用摩擦角結(jié)合圖解法解題的優(yōu)越性，希望對同學(xué)們的復(fù)習(xí)備考有所幫助！

一、摩擦角的有關(guān)知識

若物體受到滑動摩擦力，則必然會受到支持力，將物體受到的支持力N 和滑動摩擦力f 合成為F，如圖1所示，則tan α=f／N =μ。若接觸面不變，則動摩擦因數(shù)μ 不變，支持力N 與合力F間的夾角α 就是確定的，α 角就叫摩擦角。物體受到的滑動摩擦力f 與支持力N 總是成對出現(xiàn)的，N 與f 也會成比例地增大或減小，它們的合力F 的方向始終保持不變。引入摩擦角后，可以將支持力N 與滑動摩擦力f 合成為一個力，這樣在物體的受力分析中就可以減少一個力，從而實現(xiàn)將復(fù)雜的問題簡單化。

二、應(yīng)用摩擦角，求解實際問題

例1 一木箱放置在水平地面上，已知木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ（0<μ<1）?，F(xiàn)對木箱施加一拉力F，使木箱做勻速直線運動。設(shè)拉力F 與水平面間的夾角為θ，如圖2所示。在θ 從0逐漸增大到90°的過程中，木箱的速度保持不變，則下列判斷中正確的是（ ）

A.F 逐漸增大

B.F 先減小后增大

C.F 的功率逐漸減小

D.木箱受到的滑動摩擦力先減小后增大