胡连冬

(湖南省长沙市宁乡市第七高级中学 410635)

滑动摩擦力是高中力学中的一个重要概念，在人教版必修《物理1》第三章第三节的教材中，通过控制变量使木块在木板上运动，探究影响滑动摩擦力的因素.本节教材实验表明：滑动摩擦力的大小跟压力成正比，也就是跟两个物体表面间的垂直作用力成正比.如果用Ff表示滑动摩擦力的大小，用FN表示压力的大小，用N表示弹力的大小，则有Ff=μFN或Ff=μN，其中μ是动摩擦因数，它的数值跟相互接触的两个物体的材料及接触面的粗糙程度有关.那么，滑动摩擦力Ff跟压力FN或跟弹力N之间究竟有怎样的定量制约关系呢？

一、运用函数图象和力的图示建构滑动摩擦力的图解模型

(1)

(2)

由(1)(2)两式得：tanφ=μ.

当μ一定时，合力F的方向不变.因此可以得出如下结论：在动摩擦因数不变的条件下，物体受接触面的弹力和滑动摩擦力的合力F的方向不变.图2即为滑动摩擦力公式的图解模型.在很多力学问题中，我们可以将图2的图解模型迁移到实际问题中，对解决问题有事半功倍之效.

二、滑动摩擦力公式的图解方法在力学中的应用

1.求力学中的极值问题

例1如图3所示，物体在拉力F的作用下沿水平面做匀速运动，发现当外力F与水平方向夹角为30°时，所需外力最小，由以上条件可知，外力F的最小值与重力的比值为( ).

2.求力学中的临界问题

例2水平地面上有一木箱，木箱与地面之间的动摩擦因数为常数，某同学沿与地面法线间成θ角的推力……