摘 要：高考中對(duì)高中物理的考查一般都是建立在特定的模型上，以這些特定的模型為載體，可以方便的更改初始條件，來(lái)靈活的考查學(xué)生對(duì)物理的知識(shí)的理解遷移應(yīng)用的能力。學(xué)生通過(guò)對(duì)物理模型的分析，理解和熟悉并掌握物理規(guī)律和原理，為更好的將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際生活和生產(chǎn)中。

關(guān)鍵詞：高中物理 物理模型 受力分析 物理情景 分析推理 整體法 動(dòng)摩擦因數(shù) μ=gtan θ 力的合成

滑塊在斜面上的運(yùn)動(dòng)且滿(mǎn)足條件μ=gtan θ，這就是一種典型的特定的物理模型，以此模型為依托，可以考查的物理知識(shí)有運(yùn)動(dòng)學(xué)，共點(diǎn)力平衡，牛頓第二定律，功能關(guān)系，電場(chǎng)，磁場(chǎng)等，可以考查的物理思想和方法有整體隔離，等效替代，物理量守恒，邏輯推理，以及數(shù)理結(jié)合等等。因其所包含的內(nèi)容多，很容易讓學(xué)生出現(xiàn)這樣或那樣的錯(cuò)誤。本篇文章，將對(duì)此模型進(jìn)行深入的分析，以幫助學(xué)生能更好的掌握該模型的特征和處理的思路和方法，最好能記住一些推導(dǎo)出的結(jié)論公式，化繁為簡(jiǎn)，化難為易。[1]

該模型的基本情景是這樣的：一滑塊m以一初速度在質(zhì)量為M的斜面上下滑時(shí)（如圖1），m與M之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=gtan θ.若斜面始終靜止在水平面上，求出斜面對(duì)地面的壓力和受到地面的摩擦力。[2]

一、分析：

1.因?yàn)樵撨^(guò)程中含有m， M兩個(gè)相互作用的物體，所以，在分析時(shí)，首先對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行判斷和選擇，可以把m，M做為整體進(jìn)行分析，也可以把它們隔離開(kāi)來(lái)進(jìn)行分析。

2.模型中給的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)：m是勻速下滑，M是靜止，從運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來(lái)看，m，M均處于平衡狀態(tài)，即它們所受的合力都為0，這就指明了解題的基本思路------共點(diǎn)力的平衡。

二、解答：

1.取m為研究對(duì)象，受到三個(gè)力的作用如圖2：重力mg，斜面支持力FN，斜面對(duì)其的摩擦力f1。在斜面上建立坐標(biāo)系，確定mg和y軸的夾角為θ。對(duì)mg正交分解，可得出如下方程：

X： 重力垂直斜面向下的分力： Fy= mgcosθ=FN ①

Y： 重力沿斜面向下的分力： Fx=mgsin ②

滑動(dòng)摩擦力： f1 FN=tan FN= mgsin ③

比較②，④方程，可得： f1=Fx④

分析可得：①在x方向物體受力平衡，所以下滑的物體必做勻速直線運(yùn)動(dòng)。

②根據(jù)三個(gè)共點(diǎn)力平衡的知識(shí)可知：FN和f1的合力與G是一對(duì)平衡力，所以，F(xiàn)N和f 的合力： F合=G， 方向與重力方向相反。

2.取斜面體M為研究對(duì)象，可以確定會(huì)受四個(gè)力的作用，如圖3：重力Mg，地面支持力F，滑塊施加的壓力FN，大小等于mgsin，滑塊施加的摩擦力f，大小等于f1==mgsin。不確定地面是否對(duì)斜面有摩擦力的作用，這需要分析確定?？梢越⑷鐖D的坐標(biāo)系，寫(xiě)出x，y方向上的方程。

X： 正方向分力：f'cosθ==mgsinθcosθ

負(fù)方向分力：FNsinθ= = mgsinθcosθ

Y： 受力平衡： Mg+ fsinθ+FNcosθ=F

可分析得出：

x軸：正負(fù)方向上的力大小相同，所以，x方向受力平衡，不受地面的摩擦力的作用。

Y軸：滑塊施加的壓力FN和滑塊施加的摩擦力f的合力，大小等于mg，方向豎直向下。則，對(duì)斜面M來(lái)說(shuō)，在Y軸方向上相當(dāng)于受到了3個(gè)力的作用，且三力平衡，方程如下：

Mg+mg=F

三、分析總結(jié)；綜上1、2可以得出如下結(jié)論：

1.若μ=gtan θ，則m能沿著斜面無(wú)外力勻速下滑。如圖4-1

2.滑塊受到的支持力和摩擦力的合力與mg是一對(duì)平衡力，方向豎直向上；斜面受到m的壓力與摩擦力的合力因?yàn)橄嗷プ饔昧Φ脑虼笮〉扔趍g，方向豎直向下；由此可得出，斜面受到的地面的支持力大小等Mg+mg，無(wú)摩擦力。如圖4-1

3.因滑動(dòng)摩擦力f=μFn =Fn gtanθ可知，若Fn不變，則f不變，則m對(duì)M的作用力保持不變，即如果在m沿斜面勻速下滑時(shí)，若施加一個(gè)平行于斜面的力，不論向上還是向下，因不改變m對(duì)M的壓力Fn，直至m靜止前，都不會(huì)改變f的大小和方向，也就不會(huì)改變m對(duì)M的作用力，則M對(duì)地面的作用力如上②也不會(huì)改變。但F卻可以使m做變速運(yùn)動(dòng)，可以理解為F的效果是加在了m上，沒(méi)有影響到M。如圖4-2

4.如在m勻速下滑時(shí)，施加如4-3，4-4的力F，因m對(duì)M的壓力Fn增加了，則m對(duì)M的滑動(dòng)f也增加了，但合力仍然豎直向下，所以，M對(duì)地面的壓力會(huì)增加，但，摩擦力仍然為0，直至m停止滑動(dòng)，f變化為靜摩擦力。

通過(guò)上述分析及形成的結(jié)論，同學(xué)們一定會(huì)輕松解決這種類(lèi)型的題目。

參考文獻(xiàn)

[1]《數(shù)理化解題研究（高中版）》2015/08，王浩：例析高中物理斜面問(wèn)題的應(yīng)用

[2]《中學(xué)物理（高中版）》2014/1.葉從嘯：斜面與物塊問(wèn)題小專(zhuān)題

作者簡(jiǎn)介

康?。?976.1-），性別：男，民族：漢，籍貫：安徽省利辛縣。當(dāng)前職務(wù)：教師，當(dāng)前職稱(chēng)：中學(xué)教育一級(jí)教師，學(xué)歷：本科，研究方向： 中學(xué)教育。endprint