一道高中物理“老”题“新”解-

论文导读：
【摘要】用“作力的示意图”的方法作出斜面体M受到的力,从而判断出M受到地面施加的静摩擦力作用问题。
【关键词】 斜面体相对运动趋势静摩擦力作用“新”方法
1006-5962(2012)06(b)-0120-01
有这样的一个物理“老”题:斜面体M放在地面上,接触面粗糙,滑块m轻放在斜面体M上,当斜面体M处于静止时,问地面给斜面体的静摩擦力有没有,如有,方向如何？
这个“老 ”题要求的基本功比较高,方法也比较多。有一定的难度,下面略谈一二两种方法,详谈第三的种“新”方法。
一般情况下这个题可用“受力分析”法 ,分析看斜面体M是否受到使M相对于地面有相对运动趋势的外力或者外力的分力。对滑块m受力分析如图1,再对斜面体M受力分析及分解如图2,斜面体M朝哪方有相对运动趋势由f1＇和N1＇的大小决定,从而得出斜面体M受到地面施加的静摩擦力方向。
图1
图2
图3
当然,这个题也可以用“整体法”思考。
当滑块m静止在斜面体M上或者匀速下滑时,m和M状态一样,都属于平衡状态,这样可以把M和m看做一个系统整体。根据系统整体处于平衡状态的条件,系统整体合外力为零。看M受到地面施加的静摩擦力作用有还是没有才能保证系统整体合外力为零从而判断出M受到地面施加的静摩擦力作用问题。
这个题也可以下面这种方法——“新”方法讨论求解:用“作力的示意图”的方法作出斜面体M受到的力,从而判断出M受到地面施加的静摩擦力作用问题。
一:当m静止在M上或者在M上匀速下滑时,M施加给m的力只有两个,一个是摩擦力f=mgsinθ,第二个是支持力N=mgcosθ,做出这两个力的合力的示意图。如图3所示,由于m静止在M上或者在M上匀摘自：7彩论文网本科毕业论文结论www.7ctime.com
速下滑,属于平衡状态,则摩擦力f和支持力N的合力为F,方向竖直向上等于mg,与m的重力mg平衡,即M施加给m的作用力竖直向上。根据牛顿第三定律,m施加给M的反作用力为F＇,方向竖直向下,没有使M相对于地面有水平方向的运动趋势,所以地面施加给M的静摩擦力作用为零。
二:当斜面体M和物块m的接触面粗糙,m加速下滑时,M施加给m的力也只有两个,一个是摩擦力f＜mgsinθ,另一个是支持力是N=mgcosθ,做出这两个力的合力示意图。由图3可知,当f=mgsinθ,N=mgcosθ时,二者合力竖直向上为F,大小等于mg。当f＜mgsinθ,N=mgcosθ,二者合力中支持力N和摩擦力f的合力为F1,方向斜向上左偏,即M给m的作用力 F1,方向斜向上左偏,根据牛顿第三定律,则m给M的反作用力F1＇,方向斜向下偏右,即M受到相对于地面有水平向右方向运动趋势外力的分力,则M相对于地面有水平向右的运动趋势,所以地面施加给M静摩擦力作用,方向水平向左。
三:当斜面体M和物块m的接触面光滑,M施加给m摩擦力f=0,则M施加给m的力只有一个,是支持力N=mgcosθ,方向垂直斜面向上。根据牛顿第三定律,则m给M的反作用力为N＇,方向垂直斜面向下,即M受到相对于地面有水平向右方向运动趋势外力的分力,使M相对于地面有水平向右的运动趋势,所以地面施加给M静摩擦力作用,方向水平向左。
上述内容就是这个物理题的三种解法。其实对高中物理的学习,我们不要搞“题海战术”,要把学生从“题海”中解放出来,把时间留给学生,让学生自主学,多思,多分析,多总结,达到做题能举一反三,把学到的知识应用于实践生活中。这样学生就觉得学习物理有成就感,学习物理就有兴趣,学物理自然就会轻松,容易多了。