相互作用典型錯解剖析

於新泉

一、錯誤的主觀意識誤導學生

例1 如圖1所示，輕繩AD跨過固定在水平橫梁BC右端的定滑輪掛住一個質量為10kg的物體，∠ACB=30°，g取10m/s²，求：

（1）輕繩AC段的張力F_AC的大小；

（2）橫梁BC對C端的支持力的大小及方向.

本題學生容易出錯是橫梁BC對滑輪的作用力誤認為沿桿子方向.

正確的解析是：

物體M處于平衡狀態，根據平衡條件可判斷，與物體相連的輕繩拉力大小等于物體的重力，取C點為研究對象，進行受力分析，如圖2所示.

（1）圖中輕繩AD跨過定滑輪拉住質量為M的物體，物體處于平衡狀態，繩AC段的拉力大小為：

（2）由幾何關系得：

方向和水平方向成30°角斜向右上方.

對這類題的解決方案是：理解各種彈力方向的特點.尤其注意輕質固定桿的彈力方向不一定沿桿的方向，作用力的方向需要結合平衡方程或牛頓第二定律求得，而輕質活動桿中的彈力方向一定沿桿的方向.

二、復雜的分析過程干擾學生

當物體受力或運動發生變化時，摩擦力常發生突變，摩擦力的突變又會導致物體的受力情況和運動性質的突變，其突變點（時刻或位置）往往具有很深的隱蔽性.學生對這塊知識點一直感覺分析比較困難，對其突變點的分析與判斷是物理問題的切人點.

例2 長直木板的上表面的一端放有一個木塊，如圖3所示，木板由水平位置緩慢向上轉動（即木板與地面的夾角α變大），另一端不動，則木塊受到的摩擦力F_f隨角度a的變化圖象是下列圖中的（）

本題容易在兩處出錯：一是會誤認為一直是靜摩擦力.二是能分析出先是靜摩擦力后為滑動摩擦力，但在分析滑動摩擦力時認為正壓力不變.

正確的解析是：（1）木板由水平位置剛開始運動時：α=0，F靜=0.

（2）從木板開始轉動到木板與木塊發生相對滑動前，木塊所受的是靜摩擦力.由于木板緩慢轉動，可認為木塊處于平衡狀態，受力分析如圖4，由平衡關系可知，靜摩擦力大小等于木塊重力沿斜面向下的分力：，因此，靜摩擦力隨α的增大而增大，它們滿足正弦規律變化.

（3）木塊相對于木板剛好要滑動而沒滑動時，木塊此時所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力繼續增大，木塊將開始滑動，靜摩擦力變為滑動摩擦力，且滿足：.

（4）木塊相對于木板開始滑動后，，此時，滑動摩擦力隨α的增大而減小，滿足余弦規律變化.

（5）最后，

在高考中時間對學生來說就是分數，作為選擇題還可以用第二方法特殊位置法.

選兩個特殊位置也可方便地求解.在木板剛開始運動時此時木塊與木板無摩擦，即F席=0，故A選項錯誤.木塊相對于木板剛好要滑動而沒滑動時木塊此時所受的靜摩擦力為最大靜摩擦力，且大于剛開始運動時所受的滑動摩擦力，即，故B、D選項錯誤.

對這類問題的解決方案是：學生要掌握靜摩擦力和滑動摩擦力.學生在分析時要注意像滑塊與木板模型，傳送帶等摩擦力會突變，相對滑動與相對靜止的臨界點是靜摩擦力達到最大值.

三、復雜的受力情況困惑學生

在平時受力分析時多數情況是物體所受的力在同一個平面上，學生對物體受力不在同一平面上的問題容易困惑.分析不清實際的受力情況.

例3 如圖5所示，在傾角為0=30°的粗糙斜面上放一物體，重力為G，現在用與斜面底邊平行的力F=G/2推物體，物體恰能做勻速直線運動，則

（1）物體與斜面之間的動摩擦因數是多少？

（2）物體的運動方向與斜面底邊成多大的夾角？

學生對該類問題分析時不容易分清受力的具體情況，容易混在同一平面內分析.本題正確的解法是

（1）將物體的重力分解為垂直于斜面和平行于斜面兩個方向的分力，在垂直于斜面的方向上，物體受到的支持力與重力垂直斜面的分力平衡.則支持力在斜面內，物體所受的推力F、摩擦力F與重力的平行斜面的分力Gsinθ平衡，如圖6所示.由物體的平衡條件得：滑動摩擦力，所以物體與斜面間的動摩擦因數為

（2）由上可知，F與Gsinθ相等，則運動方向與斜面底邊成45。的夾角，且向下運動.

像這一題如果學生能從兩個平面分析問題就清晰多了.第一個平面是與斜面垂直且平行于側面也就是重力和支持力所在的平面.第二個就是斜面.重力和支持力的合力必定在斜面上而且是重力的一個分力，然后將重力和支持力合力和摩擦力在斜面上進行分析就簡單多了.將立體圖轉換成兩個平面圖.對于物體所受的力不在同一平面上時一定要將力用多次合成到不同的平面上，最終等效于一個平面上，或者用分解等效法.

高中物理對學生的能力要求比較高，導致有部分學生怕物理，學不好物理.如果在平時學習多注意培養自己的分析能力，把錯題一定要理解透徹，并分析歸納到位，這樣才能達到舉一反三的效果，對學好物理肯定有很大的幫助.endprint