任尔东西南北“风”有无摩擦了心中
2016-02-24王浩宇
王浩宇
(河北省乐亭第一中学高三5班，河北 乐亭 063600)
任尔东西南北“风”有无摩擦了心中
王浩宇
(河北省乐亭第一中学高三5班，河北乐亭063600)
摘要：一题多变是拓宽思路的先导，也是“引水入田的渠道”，设问逐步加深，思想逐渐深化，可使理解更加深刻.受力分析是高中物理解题的重中之重，而摩擦力的分析则是难中之难.本文分析了当斜面体上的物块静止、匀速下滑、加速下滑时，斜面体受地面的摩擦力有无及方向归类变式，旨在培养我们的思维能力，并把这种思维方式，迁移到以后的学习中.
关键词：木块；斜面体；摩擦力方向
高三伊始，考前复习如火如荼，题目似曾相识，结果却大不相同.老师说物理重在领悟而不是靠死记硬背，纵然题目改头换面、千种变身，总有一定规律，现将有关试题稍做整理，敬请大家指正.
1静止在斜面上的物体不受水平方向的推力
例1：如图1所示，倾角为θ、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块静止在斜面体上，求桌面对斜面体的摩擦力.
变式一：图2中，在木块m上放一个与m完全相同的物块时.
变式二：图3中，在木块m上施加一竖直向下的力F时.
对M和m进行整体分析，可知以上题目中斜面体无相对地面运动的趋势，故而斜面体均不受地面的摩擦力.
2静止在斜面上的物体在水平方向受力作用
变式三：图4中，在木块m上施加一水平向右的力F时.
变式四：图5中，在木块m上施加一沿斜面向上的力F时.
变式五：图6中，在木块m上施加一垂直斜面向下的力F时.
变式六：图7中，在木块m上施加一斜向右方但不再与斜面平行的力F时.
变式七：图8中，在木块m上施加一水平向右的力F同时，在M上施加一水平向左的与F等大的力时.
对M和m进行整体分析，可知除变式七外，整体上都有相对地面向右运动的趋势，故而斜面体受地面的水平向左的摩擦力.而变式七中由于左右方向的力平衡，故而斜面体不受摩擦力.
3物体沿斜面体匀速向下滑动，斜面体相对地面静止
例2：如图9所示，倾角为θ、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块刚好沿斜面体匀速下滑，求桌面对斜面体的摩擦力方向.
图9中，木块匀速向下滑动，则m对M的压力与摩擦力合力竖直向下，可知M无相对地面滑动趋势，故而(9)图中M不受地面的摩擦力.
变式一：在图9基础上，在木块匀速下滑时，施加沿斜面向下或沿斜面向上的力，但木块仍在斜面体上向下滑动，如图10、11所示，虽然对木块施加了沿斜面方向的力，但只要m相对M向下滑动，就不影响斜面体的受力情况，故而M也不受地面施加的摩擦力.那么在木块开始匀速下滑后，所受力不再沿斜面时，情况又如何呢？
变式二：在图9基础上，在木块匀速下滑时，如图12所示，在m上再放上一个与m完全相同的木块m.
变式三：在图9基础上，在木块匀速下滑时，如图13所示，在m上施加一竖直向下的力F.
变式四：在图9基础上，在木块匀速下滑时，如图14所示，在m上施加一水平向右的力F.
变式五：在图9基础上，在木块匀速下滑时，如图15所示，在m上施加一垂直斜面向下的力F.
变式六：在图9基础上，在木块匀速下滑时，如图16所示，在m上施加一斜向下的力F，与斜面不平行.
在上述5图的变式中，m对M的压力、摩擦力均发生了变化，但由于μ=tanθ，故而m对M压力与摩擦力在水平方向上的合力仍为0，以上5图中无论在m上施加哪个方向上的作用力，M均不受地面施加的摩擦力.
4物体不受推力就可沿斜面体加速下滑，斜面体相对地面静止
例3：如图17所示，倾角为θ、质量为M的斜面体静止在水平桌面上，质量为m的木块沿斜面体加速下滑时，求桌面对斜面体的摩擦力方向.
图17中由于m加速下滑，对M受力分析可知，M已有相对地面向右运动的趋势，故而M受地面施加的水平向左的摩擦力.
变式：在图18、19中，对m施加了沿斜面方向的F，但m与M之间作用力与图17相同，图17中M已有相对地面向右运动的趋势，故而图18、19中M受到地面施加的水平向左的摩擦力.在图20—24中，分别施加垂直斜面向下、放与m完全相同的物体、对m施加竖直向下的力F、对m施加水平向右的力F、对m施加斜向左下但不与斜面平行的力F，在以上各变式中，m对M的压力滑动摩擦力在图17基础上均增大，由于μ
受力分析是高考物理的重要考点，也是被老师提了无数遍的四个字，只要在学习的时候注意听讲，多做总结，突破这一薄弱环节，即使题目千变万化，也会变得易如反掌.
