高中物理摩擦力的分析思路淺探

曹秉軒

摘 要：在高中物理學習中，摩擦力部分的知識點是很難把握的，由于對摩擦力的分析失誤，會導致解題失誤。針對摩擦力的產生條件，從不同角度對動、靜兩種摩擦力的解題思路進行分析，進而掌握解題方法。

關鍵詞：高中物理；摩擦力；分析思路

在高中物理學習中，學生學習的重點和難點就是摩擦力，掌握摩擦力解題方法非常重要。摩擦力主要分為靜摩擦力和動摩擦力，這兩種摩擦力的產生是由于物體之間的摩擦，且摩擦的表面過于粗糙。對動摩擦力滑動趨勢的判斷不夠準確，這往往是很多同學在學習中的難點。

一、高中物理中的滑動摩擦力

對滑動摩擦力進行判斷，物體的正壓力需要與平面垂直，而接觸的表面如果是曲面，正壓力則需要與該點的切線方向垂直。

例1.一個物體，已知其質量為m，將m在斜面的頂端勻速滑下，μ為物體m與斜面之間動摩擦因數，且α是這個斜面與水平線上的夾角，求物體m的摩擦力。

在這道題目中，首先要對物體進行受力分析，筆者對物體進行受力分析之后如下圖1所示，可以得出G1=mgcosα，G2=mgsinα，那么物體的正壓力FN=G1=mgcosα也就得出了該物體m的摩擦力為f=μmgcosα。這道題目主要是對物體正壓力確定的考查，在確定正壓力后，物體的摩擦力問題也就迎刃而解。

在對物體的滑動摩擦力進行分析時，作為學生，經常犯錯誤的難點是對滑動方向的判斷，這里的滑動摩擦力可能是物體滑動過程中產生的阻力，也可以是滑動的動力。

例2.在圖2中，a為置于光滑平面的木板，b為小滑塊，且質量為1000 g，將b在a平面的左面勻速滑向模板a，且v0=6 m/s，在運動過程中的a、b、v、t之間的關系如圖3所示，求出時間t從0秒到3秒之間，b滑塊需要做多少功才能克服摩擦力滑動？

在這道題目中，b在滑動時有相對于a的向右運動，b在運動時受到的摩擦力的方向是左側，由于摩擦力是成對出現的，所以a受到b向右的摩擦力a和b各自受力平衡，a平面的摩擦力方向與運動方向都是右側，摩擦力產生的方向與運動的方向是相反的，而圖3中b的加速度是每秒2米，那么b產生的摩擦力是f=ma=2 N，當時間t從0 s到2 s之間變化時，a和b之間是存在摩擦力的，等到2 s到3 s之間，摩擦力消失，t從0到3的變化的過程中，b的右移長度為x=8米，那么，摩擦力對b的功為-fx=16 J，也就得出了b為了克服摩擦力所需要做的功為16 J。

二、高中物理中的靜摩擦力

高中物理中，對摩擦力的分析，還包括對靜摩擦力的分析，而其中的難點就是對物體所產生的靜摩擦力的方向進行判別。

例3.木塊A的重量是50 N，木塊B的重量是60 N，兩個木塊和水平面的動力摩擦因數都是0.25，在A和B之間放置一個輕彈簧，輕彈簧受到擠壓之后縮短了2 m，且該彈簧的勁度系數是每米400 N，在B上面作用水平拉力，且F=1 N，求B木塊受到作用力之后，A和B所受到的靜摩擦力分別是多少？B木塊受到的水平壓力如圖4所示：

解題過程中，能夠得出A木塊與地面所產生的最大摩擦力為12.5 N，而B木塊與地面所產生的最大摩擦力為15 N，兩者之間夾住一個彈簧，且當彈簧靜止時，兩個木塊和地面之間的摩擦力是8 N，水平拉B時，拉力和彈簧的力的方向是一致的，兩個力的合力是9 N，這個合力比木塊B與地面之間的摩擦力要小，所以此時的B木塊是處于靜止狀態的，此時，木塊B受到的摩擦力發生變化，大小為9 N，而木塊A的摩擦力大小不變。

總的來說，高中物理中摩擦力的分析是重點。作為學生，我們需要熟練分析靜摩擦力和動摩擦力，掌握摩擦力知識，進而能夠掌握更多的物理知識，有效提高自己的物理成績。

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