透過現(xiàn)象看本質(zhì)

1、透過現(xiàn)象看本質(zhì)透過現(xiàn)象看本質(zhì)由一道力學(xué)選擇題引起的思考由一道力學(xué)選擇題引起的思考普寧新世界中英文學(xué)校周智清普寧新世界中英文學(xué)校周智清【原題原題】如圖，一物體恰能在一個(gè)斜面體上如圖，一物體恰能在一個(gè)斜面體上沿斜面勻速下滑。若沿如圖沿斜面勻速下滑。若沿如圖1所示方向用力所示方向用力向下推此物體，使物體加速下滑，則斜面向下推此物體，使物體加速下滑，則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無法判斷大小和方向無法判斷大小和方向A 該題絕大多數(shù)學(xué)生選該題絕大多數(shù)學(xué)生選B，了解到的原因是，了解到的原因是他們?cè)谟龅絾栴}時(shí)

2、，沒有作出正確的受力他們?cè)谟龅絾栴}時(shí)，沒有作出正確的受力分析，沒有找到合理方程，或沒有弄清楚分析，沒有找到合理方程，或沒有弄清楚產(chǎn)生摩擦力的條件，只是一味憑空想象：產(chǎn)生摩擦力的條件，只是一味憑空想象：認(rèn)為整體受到斜向左下方的外力，斜面體認(rèn)為整體受到斜向左下方的外力，斜面體會(huì)產(chǎn)生相對(duì)地面向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則斜面會(huì)產(chǎn)生相對(duì)地面向左運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，則斜面體受到地面水平向右的摩擦力。那么斜面體受到地面水平向右的摩擦力。那么斜面體受到地面給它的摩擦力究竟如何呢？體受到地面給它的摩擦力究竟如何呢？ 一、分析推導(dǎo)一、分析推導(dǎo) （1）當(dāng)物體恰能在斜面勻速下滑時(shí)，物體）當(dāng)物體恰能在斜面勻速下滑時(shí)，物體和斜面一定受到如

3、圖和斜面一定受到如圖2所示的力，若物體對(duì)所示的力，若物體對(duì)斜面的壓力和物體對(duì)斜面的摩擦力在水平斜面的壓力和物體對(duì)斜面的摩擦力在水平方向的分量不相等，則斜面體還會(huì)受到地方向的分量不相等，則斜面體還會(huì)受到地面在水平方向施加的摩擦力（暫且不畫）面在水平方向施加的摩擦力（暫且不畫） 通過上述分析在物體上施加斜向下的外力通過上述分析在物體上施加斜向下的外力F后，盡管物體對(duì)斜面體的壓力和摩擦力都后，盡管物體對(duì)斜面體的壓力和摩擦力都變大，但他們之間的大小關(guān)系沒變，即始變大，但他們之間的大小關(guān)系沒變，即始終滿足終滿足 ，它們?cè)谒椒较蚍至咳裕鼈冊(cè)谒椒较蚍至咳韵嗟龋降孛鎸?duì)斜面體無摩擦力。相等，水平地面對(duì)

4、斜面體無摩擦力。 同時(shí)，我們還可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：一個(gè)恰同時(shí)，我們還可以發(fā)現(xiàn)如下規(guī)律：一個(gè)恰能沿斜面勻速滑動(dòng)的物體（能沿斜面勻速滑動(dòng)的物體（=tan），無），無論是否受其它力的作用，斜面體與地面之論是否受其它力的作用，斜面體與地面之間始終不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，間始終不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，即不存在摩擦力作用；反之，若斜面體與即不存在摩擦力作用；反之，若斜面體與地面之間始終不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)地面之間始終不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，即不存在摩擦力作用，則物體在的趨勢(shì)，即不存在摩擦力作用，則物體在不受其它外力時(shí)，獲得沿斜面向下的不受其它外力時(shí)，獲得沿斜面向下的11fF 初速

5、度后，一定沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)。其實(shí)斜初速度后，一定沿斜面勻速運(yùn)動(dòng)。其實(shí)斜面體與地面有無摩擦力，不關(guān)乎物體是否面體與地面有無摩擦力，不關(guān)乎物體是否受其它力的作用，而在于物體與斜面體之受其它力的作用，而在于物體與斜面體之間的摩擦系數(shù)間的摩擦系數(shù)是否等于是否等于tan。 二、拓展延伸二、拓展延伸 我們可否進(jìn)一步設(shè)想：物體原本加速或減我們可否進(jìn)一步設(shè)想：物體原本加速或減速下滑時(shí)是否也存在類似的規(guī)律呢？速下滑時(shí)是否也存在類似的規(guī)律呢？ 我們先來看勻加速下滑的情況：沒有施加我們先來看勻加速下滑的情況：沒有施加 所以，此時(shí)無論物體有無受到其它外力作所以，此時(shí)無論物體有無受到其它外力作用，斜面體相對(duì)地面總有向右運(yùn)

6、動(dòng)的趨勢(shì)，用，斜面體相對(duì)地面總有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，斜面體總受到地面水平向左的靜摩擦力作斜面體總受到地面水平向左的靜摩擦力作用；并且用；并且 的大小與物體對(duì)斜面體的壓的大小與物體對(duì)斜面體的壓力成正比；反之，如果地面對(duì)斜面體力成正比；反之，如果地面對(duì)斜面體 的摩擦力向左，則物體在不受其它外力時(shí)，的摩擦力向左，則物體在不受其它外力時(shí)，獲得沿斜面向下的初速度后，一定沿斜面獲得沿斜面向下的初速度后，一定沿斜面加速下滑。問題的實(shí)質(zhì)取決于加速下滑。問題的實(shí)質(zhì)取決于是否小于是否小于tan。同樣當(dāng)物體勻減速下滑時(shí)，可得到。同樣當(dāng)物體勻減速下滑時(shí)，可得到類似的規(guī)律：地面對(duì)斜面體的摩擦力向右。類似的規(guī)律：地面對(duì)斜面體

7、的摩擦力向右。地f 三、規(guī)律總結(jié)三、規(guī)律總結(jié) 斜面體與地面之間摩擦力存在與否及斜面體與地面之間摩擦力存在與否及方向如何，與斜面上物體是否受到其方向如何，與斜面上物體是否受到其它外力或這些外力的大小、方向均無它外力或這些外力的大小、方向均無關(guān)，只與該物體在不受其它外力作用關(guān)，只與該物體在不受其它外力作用時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)。本質(zhì)上只與物體時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)。本質(zhì)上只與物體和斜面體的摩擦系數(shù)有關(guān)。具體如下：和斜面體的摩擦系數(shù)有關(guān)。具體如下： 物體勻速下滑時(shí)，物體勻速下滑時(shí)， =tan，斜面體不斜面體不受地面的摩擦力作用；受地面的摩擦力作用； 物體勻變速下滑時(shí)，物體勻變速下滑時(shí)， 不等于不等于tan，斜面

8、體受地面的摩擦力作用，其大小與物斜面體受地面的摩擦力作用，其大小與物體與斜面體間壓力成正比，方向與物體在體與斜面體間壓力成正比，方向與物體在斜面體上運(yùn)動(dòng)的加速度的水平分量方向相斜面體上運(yùn)動(dòng)的加速度的水平分量方向相同。同。 四、規(guī)律應(yīng)用四、規(guī)律應(yīng)用 當(dāng)我們掌握這一規(guī)律后，此類問題就可以當(dāng)我們掌握這一規(guī)律后，此類問題就可以迎刃而解，而且方法簡潔，思路清晰明了。迎刃而解，而且方法簡潔，思路清晰明了。下面就以一道高考題為例，具體說明應(yīng)用下面就以一道高考題為例，具體說明應(yīng)用這一規(guī)律在解決此類問題的優(yōu)越性。這一規(guī)律在解決此類問題的優(yōu)越性?！纠}】如圖所示，斜劈A靜止放置在水平地面上質(zhì)量為m的物體B在外力F

9、1和F2的共同作用下沿斜劈表面向下運(yùn)動(dòng)當(dāng)F1方向水平向右，F(xiàn)2方向沿斜劈的表面向下時(shí)，斜劈受到地面的摩擦力方向向左則下列說法中正確的是（）A若同時(shí)撤去F1和F2，物體B的加速度方向一定沿斜面向下B若只撤去F1，在物體B仍向下運(yùn)動(dòng)的過程中，A所受地面摩擦力方向可能向右C若只撤去F2，在物體B仍向下運(yùn)動(dòng)的過程中，A所受地面摩擦力方向可能向右D若只撤去F2，在物體B仍向下運(yùn)動(dòng)的過程中，A所受地面摩擦力不變 【方法點(diǎn)睛方法點(diǎn)睛】 按照常規(guī)解法，受力分析復(fù)雜，思維強(qiáng)度按照常規(guī)解法，受力分析復(fù)雜，思維強(qiáng)度大，計(jì)算量大，容易出錯(cuò)。下面我們利用大，計(jì)算量大，容易出錯(cuò)。下面我們利用規(guī)律再來分析這道題，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)

10、這類題規(guī)律再來分析這道題，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)這類題是如此簡單，無需繁雜的分析，無需大量是如此簡單，無需繁雜的分析，無需大量的計(jì)算，只有看清選項(xiàng)的表述，結(jié)合規(guī)律，的計(jì)算，只有看清選項(xiàng)的表述，結(jié)合規(guī)律，答案就出來了。答案就出來了。 【規(guī)律應(yīng)用規(guī)律應(yīng)用】 根據(jù)規(guī)律可知，斜劈受到地面的摩擦力向根據(jù)規(guī)律可知，斜劈受到地面的摩擦力向左，所以，在斜劈相對(duì)地面靜止時(shí)，無論左，所以，在斜劈相對(duì)地面靜止時(shí)，無論有無有無F1和F2，斜劈受到地面的摩擦力一定始終斜劈受到地面的摩擦力一定始終向左。由此可知物體與斜劈之間的摩擦系向左。由此可知物體與斜劈之間的摩擦系數(shù)數(shù)一定小于一定小于tan，撤除撤除F1和F2后，物體沿斜面后，物

11、體沿斜面一定加速下滑。由于斜劈與地面之間的摩擦力大一定加速下滑。由于斜劈與地面之間的摩擦力大小與物體與斜劈之間的正壓力成正比，而小與物體與斜劈之間的正壓力成正比，而F2 與斜面平行不會(huì)影響物體與斜劈之間的壓力，所以與斜面平行不會(huì)影響物體與斜劈之間的壓力，所以 在撤除在撤除F2后，對(duì)于斜劈與地面的摩擦無任何影響。后，對(duì)于斜劈與地面的摩擦無任何影響。 這樣正確答案自然而然就出來了，簡單快這樣正確答案自然而然就出來了，簡單快捷，且正確率高！所以，我們?cè)谧鲱}時(shí)，捷，且正確率高！所以，我們?cè)谧鲱}時(shí)，切不可就題論題，一定要探究題目中隱含切不可就題論題，一定要探究題目中隱含的規(guī)律，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，只有總結(jié)出

12、各的規(guī)律，透過現(xiàn)象看本質(zhì)，只有總結(jié)出各類題目的規(guī)律后，我們才能運(yùn)用規(guī)律應(yīng)對(duì)類題目的規(guī)律后，我們才能運(yùn)用規(guī)律應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜多變的問題，能做到舉一反三，各種復(fù)雜多變的問題，能做到舉一反三，觸類旁通。觸類旁通。 五、小試牛刀五、小試牛刀1、如圖所示斜劈A置于水平地面上，滑塊B恰好沿其斜面勻速下滑在對(duì)B施加一個(gè)豎直平面內(nèi)的外力F后，A仍處于靜止?fàn)顟B(tài)，B繼續(xù)沿斜面下滑則以下說法中正確的是（）A若外力F豎直向下，則B仍勻速下滑，地面對(duì)A無靜摩擦力作用 B若外力F斜向左下方，則B加速下滑，地面對(duì)A有向右的靜摩擦力作用 C若外力F斜向右下方，則B減速下滑，地面對(duì)A有向左的靜摩擦力作用 D無論F沿豎直平面內(nèi)的任何

13、方向，地面對(duì)A均無靜摩擦力作用 AD2、一斜劈被兩個(gè)小樁A和B固定在光滑的水平地面上，A、B和斜面的接觸部分剛好沒有作用力然后在斜面上放一物體C，如圖所示，以下判斷正確的是（） A若物體C靜止在斜面上，則B受到擠壓B若物體C勻速下滑，則A、B都不受到擠壓C若物體C加速下滑，則B受到擠壓D若物體C加速下滑，則地面對(duì)斜面的支持力小于斜面和物體的總重力之和BCD 3、如圖所示,斜劈形物體的質(zhì)量M,放在水平地面上,質(zhì)量為m的粗糙物塊以某一初速度沿斜劈的斜面向上滑,至速度為零后又加速返回,而斜劈始終保持靜止,在物塊m上、下滑動(dòng)的整個(gè)過程中 （ ）A地面對(duì)斜劈M的摩擦力方向先向左后向右B地面對(duì)斜劈M的摩擦力方向沒有改變C地