陳志鋒
雖然摩擦角不是高中物理教材中的知識內(nèi)容,但是利用摩擦角結(jié)合圖解法常??梢院啽闱蠼庖恍┥婕白兞ψ饔玫膭恿W問題。下面就先介紹摩擦角的有關(guān)知識,再分別用解析法和摩擦角結(jié)合圖解法求解兩道動力學問題,展示應用摩擦角結(jié)合圖解法解題的優(yōu)越性,希望對同學們的復習備考有所幫助!
一、摩擦角的有關(guān)知識
若物體受到滑動摩擦力,則必然會受到支持力,將物體受到的支持力N 和滑動摩擦力f 合成為F,如圖1所示,則tan α=f/N =μ。若接觸面不變,則動摩擦因數(shù)μ 不變,支持力N 與合力F間的夾角α 就是確定的,α 角就叫摩擦角。物體受到的滑動摩擦力f 與支持力N 總是成對出現(xiàn)的,N 與f 也會成比例地增大或減小,它們的合力F 的方向始終保持不變。引入摩擦角后,可以將支持力N 與滑動摩擦力f 合成為一個力,這樣在物體的受力分析中就可以減少一個力,從而實現(xiàn)將復雜的問題簡單化。
二、應用摩擦角,求解實際問題
例1 一木箱放置在水平地面上,已知木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為μ(0<μ<1)?,F(xiàn)對木箱施加一拉力F,使木箱做勻速直線運動。設(shè)拉力F 與水平面間的夾角為θ,如圖2所示。在θ 從0逐漸增大到90°的過程中,木箱的速度保持不變,則下列判斷中正確的是( )
A.F 逐漸增大
B.F 先減小后增大
C.F 的功率逐漸減小
D.木箱受到的滑動摩擦力先減小后增大