应用摩擦角,巧解动力学问题

陈志锋

虽然摩擦角不是高中物理教材中的知识内容，但是利用摩擦角结合图解法常常可以简便求解一些涉及变力作用的动力学问题。下面就先介绍摩擦角的有关知识，再分别用解析法和摩擦角结合图解法求解两道动力学问题，展示应用摩擦角结合图解法解题的优越性，希望对同学们的复习备考有所帮助！

一、摩擦角的有关知识

若物体受到滑动摩擦力，则必然会受到支持力，将物体受到的支持力N 和滑动摩擦力f 合成為F，如图1所示，则tan α=f／N =μ。若接触面不变，则动摩擦因数μ 不变，支持力N 与合力F间的夹角α 就是确定的，α 角就叫摩擦角。物体受到的滑动摩擦力f 与支持力N 总是成对出现的，N 与f 也会成比例地增大或减小，它们的合力F 的方向始终保持不变。引入摩擦角后，可以将支持力N 与滑动摩擦力f 合成为一个力，这样在物体的受力分析中就可以减少一个力，从而实现将复杂的问题简单化。

二、应用摩擦角，求解实际问题

例1 一木箱放置在水平地面上，已知木箱与地面之间的动摩擦因数为μ（0<μ<1）。现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动。设拉力F 与水平面间的夹角为θ，如图2所示。在θ 从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则下列判断中正确的是（ ）

A.F 逐渐增大

B.F 先减小后增大

C.F 的功率逐渐减小

D.木箱受到的滑动摩擦力先减小后增大