曲面軌道摩擦力做功問題的討論

摘 要 摩擦力做功問題是大學、中學物理教學中常見的問題，也是物理教學的重點和難點。本文推導了物體在任意粗糙曲面軌道上運動的摩擦力做功表達式，并以四分之一圓弧軌道和拋物線型軌道為例，借助MATLAB軟件數值計算，結合圖像分析物體下滑過程中速率、支持力、摩擦力做功隨角度的變化特點，并討論動摩擦因數變化對三者的影響，同時計算出使物體恰好靜止于上述兩種軌道最低點對應的動摩擦因數應滿足的條件，以期豐富學生對曲面軌道摩擦力做功問題的認識。

關鍵詞 摩擦力做功;非光滑曲面;自然坐標系