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判断物体能否保持相对静止需考虑两个物理因素

2012-08-16胡纪明

物理通报 2012年8期

胡纪明

(江西师大附中 江西 南昌 330046)

力学中存在大量判断能否保持相对静止的问题.简单的,如给一个放在地面上的物块加一推力,物块能不能滑动起来,这时用教科书上的“水平推力大于等于最大静摩擦力,物体开始滑动;水平推力小于最大静摩擦力,物体则仍保持静止”就可以确定.复杂的,如多个物块叠加,有多个接触面,施加拉力后,各接触面能否保持相对静止,这类问题本质是非惯性系中能否相对静止的问题.由于在中学阶段不宜引入惯性力解决问题,导致学生对此类问题理解困难.笔者从物体的加速度为a,合力就必为ma出发,发现引入“保持相对静止需要的摩擦力”和“最多能提供的摩擦力”两个物理因素后,判据就清晰明了了.对于这两个物理因素,学生有一定的生活体验,也是生活中作出判断需要的常识,最多能提供的大于需要的,需要就可以得到满足,这时实际提供的往往就是需要的量;最多能提供的小于需要的,需要就不能得到满足,这时实际提供的往往就是最多能提供的值.此判据经在实际教学中使用,学生反映良好.现在把引入两个物理因素后对几个典型问题的分析展示出来,供大家参考.

(1)界定概念

最多能提供的摩擦力即两物体间的最大静摩擦力Ffm,通常认定最大静摩擦力等于滑动摩擦力.

保持相对静止需要的摩擦力f即要保持两物体间相对静止需要的摩擦力,具体来说就是一个质量为m的物体要随另一个加速度为a的物体一起运动,则它的加速度也必为a,合力就必为ma,据此可求出要出现此情形它所受的摩擦力应该为多少.

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