相互作用典型错解剖析

於新泉

一、错误的主观意识误导学生

例1 如图1所示，轻绳AD跨过固定在水平横梁BC右端的定滑轮挂住一个质量为10kg的物体，∠ACB=30°，g取10m/s²，求：

（1）轻绳AC段的张力F_AC的大小；

（2）横梁BC对C端的支持力的大小及方向.

本题学生容易出错是横梁BC对滑轮的作用力误认为沿杆子方向.

正确的解析是：

物体M处于平衡状态，根据平衡条件可判断，与物体相连的轻绳拉力大小等于物体的重力，取C点为研究对象，进行受力分析，如图2所示.

（1）图中轻绳AD跨过定滑轮拉住质量为M的物体，物体处于平衡状态，绳AC段的拉力大小为：

（2）由几何关系得：

方向和水平方向成30°角斜向右上方.

对这类题的解决方案是：理解各种弹力方向的特点.尤其注意轻质固定杆的弹力方向不一定沿杆的方向，作用力的方向需要结合平衡方程或牛顿第二定律求得，而轻质活动杆中的弹力方向一定沿杆的方向.

二、复杂的分析过程干扰学生

当物体受力或运动发生变化时，摩擦力常发生突变，摩擦力的突变又会导致物体的受力情况和运动性质的突变，其突变点（时刻或位置）往往具有很深的隐蔽性.学生对这块知识点一直感觉分析比较困难，对其突变点的分析与判断是物理问题的切人点.

例2 长直木板的上表面的一端放有一个木块，如图3所示，木板由水平位置缓慢向上转动（即木板与地面的夹角α变大），另一端不动，则木块受到的摩擦力F_f随角度a的变化图象是下列图中的（）

本题容易在两处出错：一是会误认为一直是静摩擦力.二是能分析出先是静摩擦力后为滑动摩擦力，但在分析滑动摩擦力时认为正压力不变.

正确的解析是：（1）木板由水平位置刚开始运动时：α=0，F静=0.

（2）从木板开始转动到木板与木块发生相对滑动前，木块所受的是静摩擦力.由于木板缓慢转动，可认为木块处于平衡状态，受力分析如图4，由平衡关系可知，静摩擦力大小等于木块重力沿斜面向下的分力：，因此，静摩擦力随α的增大而增大，它们满足正弦规律变化.

（3）木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时，木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力继续增大，木块将开始滑动，静摩擦力变为滑动摩擦力，且满足：.

（4）木块相对于木板开始滑动后，，此时，滑动摩擦力随α的增大而减小，满足余弦规律变化.

（5）最后，

在高考中时间对学生来说就是分数，作为选择题还可以用第二方法特殊位置法.

选两个特殊位置也可方便地求解.在木板刚开始运动时此时木块与木板无摩擦，即F席=0，故A选项错误.木块相对于木板刚好要滑动而没滑动时木块此时所受的静摩擦力为最大静摩擦力，且大于刚开始运动时所受的滑动摩擦力，即，故B、D选项错误.

对这类问题的解决方案是：学生要掌握静摩擦力和滑动摩擦力.学生在分析时要注意像滑块与木板模型，传送带等摩擦力会突变，相对滑动与相对静止的临界点是静摩擦力达到最大值.

三、复杂的受力情况困惑学生

在平时受力分析时多数情况是物体所受的力在同一个平面上，学生对物体受力不在同一平面上的问题容易困惑.分析不清实际的受力情况.

例3 如图5所示，在倾角为0=30°的粗糙斜面上放一物体，重力为G，现在用与斜面底边平行的力F=G/2推物体，物体恰能做匀速直线运动，则

（1）物体与斜面之间的动摩擦因数是多少？

（2）物体的运动方向与斜面底边成多大的夹角？

学生对该类问题分析时不容易分清受力的具体情况，容易混在同一平面内分析.本题正确的解法是

（1）将物体的重力分解为垂直于斜面和平行于斜面两个方向的分力，在垂直于斜面的方向上，物体受到的支持力与重力垂直斜面的分力平衡.则支持力在斜面内，物体所受的推力F、摩擦力F与重力的平行斜面的分力Gsinθ平衡，如图6所示.由物体的平衡条件得：滑动摩擦力，所以物体与斜面间的动摩擦因数为

（2）由上可知，F与Gsinθ相等，则运动方向与斜面底边成45。的夹角，且向下运动.

像这一题如果学生能从两个平面分析问题就清晰多了.第一个平面是与斜面垂直且平行于侧面也就是重力和支持力所在的平面.第二个就是斜面.重力和支持力的合力必定在斜面上而且是重力的一个分力，然后将重力和支持力合力和摩擦力在斜面上进行分析就简单多了.将立体图转换成两个平面图.对于物体所受的力不在同一平面上时一定要将力用多次合成到不同的平面上，最终等效于一个平面上，或者用分解等效法.

高中物理对学生的能力要求比较高，导致有部分学生怕物理，学不好物理.如果在平时学习多注意培养自己的分析能力，把错题一定要理解透彻，并分析归纳到位，这样才能达到举一反三的效果，对学好物理肯定有很大的帮助.endprint