透过现象看本质

1、透过现象看本质透过现象看本质由一道力学选择题引起的思考由一道力学选择题引起的思考普宁新世界中英文学校周智清普宁新世界中英文学校周智清【原题原题】如图，一物体恰能在一个斜面体上如图，一物体恰能在一个斜面体上沿斜面匀速下滑。若沿如图沿斜面匀速下滑。若沿如图1所示方向用力所示方向用力向下推此物体，使物体加速下滑，则斜面向下推此物体，使物体加速下滑，则斜面受地面的摩擦力是（受地面的摩擦力是（ ） A不受摩擦力不受摩擦力 B方向水平向右方向水平向右 C方向水平向左方向水平向左 D无法判断大小和方向无法判断大小和方向A 该题绝大多数学生选该题绝大多数学生选B，了解到的原因是，了解到的原因是他们在遇到问题时

2、，没有作出正确的受力他们在遇到问题时，没有作出正确的受力分析，没有找到合理方程，或没有弄清楚分析，没有找到合理方程，或没有弄清楚产生摩擦力的条件，只是一味凭空想象：产生摩擦力的条件，只是一味凭空想象：认为整体受到斜向左下方的外力，斜面体认为整体受到斜向左下方的外力，斜面体会产生相对地面向左运动的趋势，则斜面会产生相对地面向左运动的趋势，则斜面体受到地面水平向右的摩擦力。那么斜面体受到地面水平向右的摩擦力。那么斜面体受到地面给它的摩擦力究竟如何呢？体受到地面给它的摩擦力究竟如何呢？ 一、分析推导一、分析推导 （1）当物体恰能在斜面匀速下滑时，物体）当物体恰能在斜面匀速下滑时，物体和斜面一定受到如

3、图和斜面一定受到如图2所示的力，若物体对所示的力，若物体对斜面的压力和物体对斜面的摩擦力在水平斜面的压力和物体对斜面的摩擦力在水平方向的分量不相等，则斜面体还会受到地方向的分量不相等，则斜面体还会受到地面在水平方向施加的摩擦力（暂且不画）面在水平方向施加的摩擦力（暂且不画） 通过上述分析在物体上施加斜向下的外力通过上述分析在物体上施加斜向下的外力F后，尽管物体对斜面体的压力和摩擦力都后，尽管物体对斜面体的压力和摩擦力都变大，但他们之间的大小关系没变，即始变大，但他们之间的大小关系没变，即始终满足终满足 ，它们在水平方向分量仍，它们在水平方向分量仍相等，水平地面对斜面体无摩擦力。相等，水平地面对

4、斜面体无摩擦力。 同时，我们还可以发现如下规律：一个恰同时，我们还可以发现如下规律：一个恰能沿斜面匀速滑动的物体（能沿斜面匀速滑动的物体（=tan），无），无论是否受其它力的作用，斜面体与地面之论是否受其它力的作用，斜面体与地面之间始终不存在相对运动或相对运动的趋势，间始终不存在相对运动或相对运动的趋势，即不存在摩擦力作用；反之，若斜面体与即不存在摩擦力作用；反之，若斜面体与地面之间始终不存在相对运动或相对运动地面之间始终不存在相对运动或相对运动的趋势，即不存在摩擦力作用，则物体在的趋势，即不存在摩擦力作用，则物体在不受其它外力时，获得沿斜面向下的不受其它外力时，获得沿斜面向下的11fF 初速

5、度后，一定沿斜面匀速运动。其实斜初速度后，一定沿斜面匀速运动。其实斜面体与地面有无摩擦力，不关乎物体是否面体与地面有无摩擦力，不关乎物体是否受其它力的作用，而在于物体与斜面体之受其它力的作用，而在于物体与斜面体之间的摩擦系数间的摩擦系数是否等于是否等于tan。 二、拓展延伸二、拓展延伸 我们可否进一步设想：物体原本加速或减我们可否进一步设想：物体原本加速或减速下滑时是否也存在类似的规律呢？速下滑时是否也存在类似的规律呢？ 我们先来看匀加速下滑的情况：没有施加我们先来看匀加速下滑的情况：没有施加 所以，此时无论物体有无受到其它外力作所以，此时无论物体有无受到其它外力作用，斜面体相对地面总有向右运

6、动的趋势，用，斜面体相对地面总有向右运动的趋势，斜面体总受到地面水平向左的静摩擦力作斜面体总受到地面水平向左的静摩擦力作用；并且用；并且 的大小与物体对斜面体的压的大小与物体对斜面体的压力成正比；反之，如果地面对斜面体力成正比；反之，如果地面对斜面体 的摩擦力向左，则物体在不受其它外力时，的摩擦力向左，则物体在不受其它外力时，获得沿斜面向下的初速度后，一定沿斜面获得沿斜面向下的初速度后，一定沿斜面加速下滑。问题的实质取决于加速下滑。问题的实质取决于是否小于是否小于tan。同样当物体匀减速下滑时，可得到。同样当物体匀减速下滑时，可得到类似的规律：地面对斜面体的摩擦力向右。类似的规律：地面对斜面体

7、的摩擦力向右。地f 三、规律总结三、规律总结 斜面体与地面之间摩擦力存在与否及斜面体与地面之间摩擦力存在与否及方向如何，与斜面上物体是否受到其方向如何，与斜面上物体是否受到其它外力或这些外力的大小、方向均无它外力或这些外力的大小、方向均无关，只与该物体在不受其它外力作用关，只与该物体在不受其它外力作用时的运动情况有关。本质上只与物体时的运动情况有关。本质上只与物体和斜面体的摩擦系数有关。具体如下：和斜面体的摩擦系数有关。具体如下： 物体匀速下滑时，物体匀速下滑时， =tan，斜面体不斜面体不受地面的摩擦力作用；受地面的摩擦力作用； 物体匀变速下滑时，物体匀变速下滑时， 不等于不等于tan，斜面

8、体受地面的摩擦力作用，其大小与物斜面体受地面的摩擦力作用，其大小与物体与斜面体间压力成正比，方向与物体在体与斜面体间压力成正比，方向与物体在斜面体上运动的加速度的水平分量方向相斜面体上运动的加速度的水平分量方向相同。同。 四、规律应用四、规律应用 当我们掌握这一规律后，此类问题就可以当我们掌握这一规律后，此类问题就可以迎刃而解，而且方法简洁，思路清晰明了。迎刃而解，而且方法简洁，思路清晰明了。下面就以一道高考题为例，具体说明应用下面就以一道高考题为例，具体说明应用这一规律在解决此类问题的优越性。这一规律在解决此类问题的优越性。【例题】如图所示，斜劈A静止放置在水平地面上质量为m的物体B在外力F

9、1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下运动当F1方向水平向右，F2方向沿斜劈的表面向下时，斜劈受到地面的摩擦力方向向左则下列说法中正确的是（）A若同时撤去F1和F2，物体B的加速度方向一定沿斜面向下B若只撤去F1，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右C若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力方向可能向右D若只撤去F2，在物体B仍向下运动的过程中，A所受地面摩擦力不变 【方法点睛方法点睛】 按照常规解法，受力分析复杂，思维强度按照常规解法，受力分析复杂，思维强度大，计算量大，容易出错。下面我们利用大，计算量大，容易出错。下面我们利用规律再来分析这道题，你就会发现

10、这类题规律再来分析这道题，你就会发现这类题是如此简单，无需繁杂的分析，无需大量是如此简单，无需繁杂的分析，无需大量的计算，只有看清选项的表述，结合规律，的计算，只有看清选项的表述，结合规律，答案就出来了。答案就出来了。 【规律应用规律应用】 根据规律可知，斜劈受到地面的摩擦力向根据规律可知，斜劈受到地面的摩擦力向左，所以，在斜劈相对地面静止时，无论左，所以，在斜劈相对地面静止时，无论有无有无F1和F2，斜劈受到地面的摩擦力一定始终斜劈受到地面的摩擦力一定始终向左。由此可知物体与斜劈之间的摩擦系向左。由此可知物体与斜劈之间的摩擦系数数一定小于一定小于tan，撤除撤除F1和F2后，物体沿斜面后，物

11、体沿斜面一定加速下滑。由于斜劈与地面之间的摩擦力大一定加速下滑。由于斜劈与地面之间的摩擦力大小与物体与斜劈之间的正压力成正比，而小与物体与斜劈之间的正压力成正比，而F2 与斜面平行不会影响物体与斜劈之间的压力，所以与斜面平行不会影响物体与斜劈之间的压力，所以 在撤除在撤除F2后，对于斜劈与地面的摩擦无任何影响。后，对于斜劈与地面的摩擦无任何影响。 这样正确答案自然而然就出来了，简单快这样正确答案自然而然就出来了，简单快捷，且正确率高！所以，我们在做题时，捷，且正确率高！所以，我们在做题时，切不可就题论题，一定要探究题目中隐含切不可就题论题，一定要探究题目中隐含的规律，透过现象看本质，只有总结出

12、各的规律，透过现象看本质，只有总结出各类题目的规律后，我们才能运用规律应对类题目的规律后，我们才能运用规律应对各种复杂多变的问题，能做到举一反三，各种复杂多变的问题，能做到举一反三，触类旁通。触类旁通。 五、小试牛刀五、小试牛刀1、如图所示斜劈A置于水平地面上，滑块B恰好沿其斜面匀速下滑在对B施加一个竖直平面内的外力F后，A仍处于静止状态，B继续沿斜面下滑则以下说法中正确的是（）A若外力F竖直向下，则B仍匀速下滑，地面对A无静摩擦力作用 B若外力F斜向左下方，则B加速下滑，地面对A有向右的静摩擦力作用 C若外力F斜向右下方，则B减速下滑，地面对A有向左的静摩擦力作用 D无论F沿竖直平面内的任何

13、方向，地面对A均无静摩擦力作用 AD2、一斜劈被两个小桩A和B固定在光滑的水平地面上，A、B和斜面的接触部分刚好没有作用力然后在斜面上放一物体C，如图所示，以下判断正确的是（） A若物体C静止在斜面上，则B受到挤压B若物体C匀速下滑，则A、B都不受到挤压C若物体C加速下滑，则B受到挤压D若物体C加速下滑，则地面对斜面的支持力小于斜面和物体的总重力之和BCD 3、如图所示,斜劈形物体的质量M,放在水平地面上,质量为m的粗糙物块以某一初速度沿斜劈的斜面向上滑,至速度为零后又加速返回,而斜劈始终保持静止,在物块m上、下滑动的整个过程中 （ ）A地面对斜劈M的摩擦力方向先向左后向右B地面对斜劈M的摩擦力方向没有改变C地