寻找题源，挖掘规律——以《摩擦力》复习为例



寻找题源，挖掘规律
——以《摩擦力》复习为例

■杜知义

高考题千变万化，但万变不离“题源”。寻找题源，挖掘规律，能够有效帮助学生触类旁通，举一反三。下面以摩擦力复习为例进行分析。

一、平衡中的静摩擦力大小

例1物块静止在固定的斜面上，分别按图示的方向对物块施加大小相等的力F，A中F垂直于斜面向上，B中F垂直于斜面向下，C中F竖直向上，D中F竖直向下，施力后物块仍然静止，则物块所受的静摩擦力增大的是()。

解析：对物块进行受力分析、施力前，物块所受静摩擦力为Gsinθ；施力后，选项A、B所受静摩擦力不变；选项C中fC=(G-F)sinθ；选项D中fC=(G+F)sinθ。

答案：D。

点评：根据平衡条件求静摩擦力大小往往容易和滑动摩擦力的计算式搞混淆。

二、“突变情境”中的摩擦力

例2如图1所示，将两相同的木块a、b置于粗糙的水平地面上，中间用一轻弹簧连接，两侧用细绳固定于墙壁。开始时a、b均静止。弹簧处于伸长状态，两细绳均有拉力，a所受摩擦力Ffa≠0，b所受摩擦力Ffb=0，现将右侧细绳剪断，则剪断瞬间()。

图1

A.Ffa大小不变

B.Ffa方向改变

C.Ffb仍然为零

D.Ffb方向向右

答案：A，D。

点评：该题将弹簧的弹力的特点和突变问题融入到摩擦力的考查中，对学生基本功有一定的要求。

三、易算错的静摩擦力

例3木块A、B分别重50 N和60 N，它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25；夹在A、B之间轻弹簧被压缩了2 cm，弹簧的劲度系数为400 N/m。系统置于水平地面上静止不动。现用F=1 N的水平拉力作用在木块B上，如图2所示。力F作用后()。

图2

A.木块A所受摩擦力大小是12.5 N

B.木块A所受摩擦力大小是11.5 N

C.木块B所受摩擦力大小是9 N

D.木块B所受摩擦力大小是7 N

解析：未加F时，木块A在水平面内受弹簧的弹力F1及静摩擦力FA作用，且F1=FA=kx=8 N，木块B在水平面内受弹簧弹力F2和静摩擦力FB作用，且F2=FB=kx=8 N，在木块B上施加F=1 N向右拉力后，由于F2+F<μGB=0.25×60 N=15 N，故木块B所受摩擦力仍为静摩擦力，其大小为FB′=F2+F=9 N，木块A的受力情况不变，所受摩擦力大小仍是8 N，所以选项C正确。

答案：C。

点评：本题涉及了力的平衡、胡克定律及静摩擦力，求解时应注意静摩擦力的可变性，静摩擦力的大小由物体所受外力和运动状态所决定。

四、摩擦力的临界问题

图3

例4如图3所示，物块A放在倾斜的木板上，木板的倾角α为30°和45°时物块所受摩擦力的大小恰好相同，则物块和木板间的动摩擦因数为()。

C.木板的倾角α为45°时物块可能在斜面上做匀速运动

D.木板的倾角α为45°时物块一定在斜面上做匀加速运动

答案:B，D。

总结归纳：静摩擦力发生在相互接触且挤压、保持相对静止但有相对运动趋势的两个物体之间。当物体处于平衡状态时，所受静摩擦力等于其他合外力在接触面方向的分力。静摩擦力方向与物体之间相对运动趋势的方向相反。静摩擦力的大小与正压力无关，最大静摩擦力fm与正压力成正比；物体所受静摩擦力f的变化范围为0≤f≤fm；静摩擦力大小和方向可以发生突变。滑动摩擦力发生在相互接触且挤压、保持有相对运动的两个物体之间。滑动摩擦力的大小与正压力成正比，f=μFN。滑动摩擦力的方向与物体间相对运动的方向相反。

作者单位：甘肃省静宁县第三中学