试分析滑动摩擦力和正压力关系表达式在变化中的巧用

易凡骁 湖南省长沙市周南中学

试分析滑动摩擦力和正压力关系表达式在变化中的巧用

易凡骁 湖南省长沙市周南中学

在高中物理学科中滑动摩擦力和正压力关系表达式是一个非常重要的知识点，高中生不仅要把握滑动摩擦力的概念和原理，并进行透彻地理解和分析，还要把滑动摩擦力和正压力的关系表达式广泛应用在各种不同情况当中。本文就针对滑动摩擦力和正压力关系表达式在变化中的巧妙运用展开分析。

滑动摩擦力 正压力 关系表达式 巧用

高中生一般都能够对滑动摩擦力和正压力的关系表达式有一定的认识，可以应用这个表达式解决比较简单的问题。也就是说高中生应用该表达式的方法很普遍，没有灵活创造地应用这个关系表达式解决不同问题，没有达到巧用的程度。因此高中生必须懂得滑动摩擦力和正压力关系表达式在不同情况下的特殊用法。

1 简述滑动摩擦力和正压力的关系表达式

滑动摩擦力是高中物理力学内容里的重点知识，滑动摩擦力在生活中处处存在，而滑动摩擦力和正压力之间有着千丝万缕的联系，将它们的这种关系通过公式表达出来就是。本来活动摩擦力的出现就和物体受到的正压力有关，在这个关系表达式里更是体现了二者之间的重要联系，高中生想要巧用这个关系表达式解决相关问题，就必须明白该关系式中各个量的含义，u是指摩擦系数，即物体之间的接触面材料、光滑度等因素不同而导致产生的摩擦力大小也不同。摩擦系数就是一个比例常数，其具体的计算方式不需要高中生详细掌握，只要在实践中能够正确使用摩擦系数，并且熟练运用该关系表达式解答问题。

2 滑动摩擦力和正压力关系表达式在不同问题中的巧用

高中生在日常学习中遇到关于滑动摩擦力和正压力的问题时，就要考虑怎样巧妙运用关系表达式来解决，锻炼自己思维能力的同时，还应该养成灵敏的判断力，找准问题的切入点，恰当运用关系表达式。比如，在粗糙斜面B上有一个木块A，A从上面匀速下滑，B则保持静止不动，则B相对于水平面有无运动趋势，高中生在分析这个问题的时候，就要注意A、B两个物体分别的受力情况。由于平衡条件的影响，因而A受到支持力和滑动摩擦力的同时作用，其合力的方向竖直向上，再通过对木块A受力情况的分析，根据牛顶第三定律的相关规定，可以知道A对B产生的压力与它受到的滑动摩擦力形成的合力方向恰好相反，处于竖直向下的状态。所以可以得到结论，斜面B在水平方向上没有运动的趋势。高中生明白这类题型的解法后，就可以继续应用相关原理去解决这类问题的变形情况。

例如，在粗糙的水平地面上，有一个斜面A，此时刚好有一个木块B从高处匀速滑下，斜面处于静止状态，在木块B上施加一个沿斜面向下的拉力F，木块在该力的作用下，开始做加速运动，试分析斜面A的情况。高中生还是可以通过对两个物体受力情况的分析，来找到问题的突破点。该题和变形前的问题相比，多了拉力F的条件，所以在木块B受到拉力之前，物体在两题中的受力情况应该是相同的。当受到拉力影响之后，木块的运动状态发生改变，开始作加速运动，但是其受到的支持力和滑动摩擦力不会发生改变，那么作用在斜面A上的力也不变。所以的得出结论斜面A保持静止状态，并且在水平面上没有运动趋势。高中生解决这两类问题时，用到更多的是共点力平衡条件，以及物理中的牛顿第三定律，倘若问题继续变形，很多学生就会感到无从下手。

如在一个倾斜角θ是30°的斜面A上，木块B沿着斜面匀速下滑，该斜面体静止在地面，这时给木块施加一个和竖直方向呈30°的拉力，斜面体还是不动，求地面作用于斜面体的摩擦力情况。高中生应该知道在拉力作用之前，两个物体的受力情况和先前是一样的，在拉力出现后，木块B受到的斜面支持力就会改变，使得滑动摩擦力也发生变化。再分析斜面体的受力情况木块对它的压力和滑动摩擦力的合力影响到A。这时就要求我们高中生巧妙运用关系表达式。其实，高中生只要掌握物体受到的滑动摩擦力和支持力的方向不变，那么无论其大小怎样变化，都可以应用该关系式，以及合力方向与支持力方向的夹角α来解题，即。该题中A对B的合力方向竖直向上，其与支持力的夹角未发生变化，再根据牛顿第三定律，可以得到B作用于A的压力和滑动摩擦力的合力方向也是一直不变的，所以说斜面体A对水平地面没有产生运动趋势，其仍然处于静止状态。高中生在这道题中就很容易出现错误，关键在于对滑动摩擦力和正压力关系表达式的认识不够深刻，在解题过程中没办法进行巧妙运用。因此，我们高中生一定要仔细分析题目中各物体的受力情况并带入关系表达式，创造性地进行处理。

结束语：高中生充分理解滑动摩擦力和正压力的关系表达式是很有必要的，在后续应用过程中将起到事半功倍的作用，尤其是针对不同题目的变化情况巧妙运用关系表达式解题。

[1]田洁.摩擦力的探究实验[J].读与写(教育教学刊),2016,(06):130-131+4