用图象法研究摩擦力“突变”问题 学生对摩擦力的理解、特别是对静摩擦力和滑动摩擦力之间转换过程中的突变问题，常感到难以理解.人教版新课本中用图象法对它们之间转换的过程加以研究，不但有助于学生对两种摩擦力及其转换过程中的“突变”的理解，而且有利于培养学生用图象解决物理问题的能力.例 1 如图 1 所示在水平桌面上放一木块，用从零开始逐渐增大的水平拉力 F 拉着木块沿桌面运动，则木块所受的摩擦力f 随拉力 F 变化的图象（图 2）正确的是： （ ）解析：当木块没有受拉力，即时，桌面对木块没有摩擦力，即.当木块受到的水平拉力 F 较小时，木块仍保持静止，但出现向右运动的趋势，桌面对木块产生静摩擦力，其大小与 F 相等，方向相反。随着水平拉力 F 不断增大，木块向右运动的趋势增强，桌面对木块的静摩擦力也相应增大，直到水平拉力 F 足够大时，木块开始滑动，桌面对木块的静摩擦力达到最大值 fm，在这个过程中，由木块在水平方向的二力平衡条件知道，桌面对木块的静摩擦力 f 始终与拉力 F 等值反向，即静摩擦力 f 随着 F 的增大而增大. 木块发生滑动的瞬间，桌面对它的阻碍作用由最大静摩擦力突然变为滑动摩擦力，其值要小于最大静摩擦力，即两种摩擦力大小发生“突变”，在木块继续滑动的过程中滑动摩擦力又保持不变.所以正确答案为 D本题把静摩擦力的变化过程、最大静摩擦力大于滑动摩擦力、静摩擦力向滑动摩擦力转变的过程中产生的“突变”以及不变的滑动摩擦力通过数学图象清楚地表示出来，给学生留下深刻的印象.例 2 如图 3 所示，物体放在粗糙木板上，木板可绕 M 端自由转动，若将其 N 端慢慢抬起，物体所受的摩擦力 f，木板与地面夹角为 θ，则物体所受摩擦力 f 的大小随 θ 的变化图线是图 4 中的（ ）解析：当木板与地面间的夹角为 00 时，物体没有相对运动的趋势，不受静摩擦力，即.当物体所受静摩擦力 f 达到最大值 fm 之前总与重力沿斜面向下的分力相平衡，即，当 θ 角由 0增大到时，即静摩擦力 f 达到最大值之前，它随 θF图 1Ff0AFf0BFf0CFf0D图 2MNθ图 3呈正弦曲线变化规律.当静 摩 擦力 f 达到 最 大值fm并 开 始滑 动 的瞬 间 ，静 摩 擦力 突 然变 为 滑动 摩 擦力，其值为.故 θ 角在之后到 900的过程中滑动摩擦力随 θ 变化图线为余弦曲线,并且滑动摩擦力 f滑小于最大静摩擦力.即在角处摩擦力发生由静摩擦力到滑...
