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[中国电影报道]专访“古墓丽影”男主吴彦祖 我和太太都是游戏迷

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“老师,我明明背熟了公式,为什么摩擦力题目总出错?”

这是无数初中生的困惑。今天,我们就以三道典型物理题为例,揭开图像分析的核心秘密。你会发现,看懂图像的运动语言,比死记公式重要百倍!

一、图像中的“运动密码”:状态决定受力

题1(F-t图与v-t图综合)



物体受推力F作用,F-t图(乙图)和v-t图(丙图)如下:

0-3秒:速度为零(静止)→推力F?=30N = 静摩擦力

3-6秒:速度从0增至3m/s(加速)→推力F? > 最大静摩擦力(滑动摩擦力)

6-9秒:速度从3m/s降至0(减速)→推力F? < 滑动摩擦力

9-12秒:速度保持3m/s(匀速)→推力F?=60N = 滑动摩擦力

解题关键点:

锁定匀速段(9-12秒):匀速运动时物体受力平衡。推力F?=60N,此时滑动摩擦力 = 推力 = 60N

滑动摩擦力的“顽固性”:滑动摩擦力大小仅由压力大小和接触面粗糙程度决定。只要物体在滑动且这两者不变,摩擦力大小就固定。

破解各时刻:

t=5s(在3-6s加速段):物体在滑动,摩擦力已是滑动摩擦力=60N

6-9s(减速段):物体仍在滑动,摩擦力仍是60N。速度减小说明合力向后,即推力F? < 摩擦力(60N)

9-12s(匀速段):推力F? = 摩擦力 = 60N。

误区警示:千万别认为减速时摩擦力会变小!减速是因为推力小于摩擦力,摩擦力本身不变。

题2(运动描述与选项判断)



物体受拉力F作用,运动情况描述如下:

0-3s:静止 →拉力F? = 静摩擦力

3-6s:匀加速 →拉力F? > 滑动摩擦力

6-9s:匀速 →拉力F? = 滑动摩擦力

选项剖析:

A. 物体一直匀速?错!经历了静止、加速、匀速。

B. 9s内路程18m?图中无路程信息,无法直接判断。

C. t=1s时,若F=2N,则f>2N?t=1s在0-3s静止段。静止时,静摩擦力始终等于拉力。此时拉力F=2N,静摩擦力f也必为2N。选项说“大于”错误。

D. t=3s到t=6s(加速段),摩擦力不变?正确!此阶段物体已开始滑动,滑动摩擦力大小恒定,只取决于压力和接触面。

题3(F-t图与v-t图结合)



图像显示:

0-2s:速度为零(静止)→ 拉力F?从0增大至3N。

2-6s:速度保持一定(匀速)→拉力F?=3N = 滑动摩擦力

6s后:拉力F?变小(具体值图未显),速度开始下降(减速)→ 拉力F? < 滑动摩擦力。

求t=7s时的摩擦力:
t=7s处于6s后的减速阶段。关键点:物体仍在向前滑动!只要在滑动,且压力、接触面不变,滑动摩擦力大小就与匀速时相同。匀速段(2-6s)时F?=3N=f,故t=7s时摩擦力仍为3N

核心结论:滑动摩擦力大小恒定,与物体速度大小、是否匀速无关!

二、图像题的通用破题法则

识别运动状态:紧盯v-t图或运动描述,判断每一刻物体是静止、匀速、加速还是减速。这是解题根基。

关联受力关系:

静止或匀速:合力为零。推力/拉力 = 摩擦力。

加速:合力向前。推力/拉力 > 摩擦力。

减速:合力向后。推力/拉力 < 摩擦力。

锁定滑动摩擦力:一旦物体开始滑动(无论匀速、加速、减速),只要压力和接触面不变,滑动摩擦力大小立即固定不变。这个值通常在匀速段求出。

警惕“静”“动”转换点:物体从静止到滑动瞬间,摩擦力从静摩擦力突变为滑动摩擦力(通常滑动摩擦力小于最大静摩擦力)。

>> 栽坑重灾区警示:

减速≠摩擦力变小!减速是推力小于摩擦力的结果,摩擦力本身不变。

滑动中摩擦力恒定!只要在滑动,无论加速、匀速、减速,摩擦力大小都一样。

静止时摩擦力可变!静摩擦力会随外力增大而增大,直至达到最大静摩擦力。

三、从错题到逆袭:你的“物理财富密码”

这三道题,表面考摩擦力,实则考察对运动与受力关系的深刻理解及图像信息的精准提取能力。许多同学失分,本质在于:

机械记忆公式:忽略了对物理过程(状态变化)的动态分析。

图像阅读能力弱:无法将F-t图、v-t图与物体的实际运动、受力状态一一对应。

概念理解模糊:对静摩擦力和滑动摩擦力的区别、滑动摩擦力大小决定因素理解不透。

如何把“错题”变成“黄金题”?

深挖错误根源:错题后别只记答案,要问自己:我错在混淆概念(如静/滑动摩擦)?误判运动状态?还是没抓住图像关键点?如题1中6-9s减速段的摩擦力判断就是典型深坑。

建立“状态-受力”模型:针对错题,清晰地画出物体在不同时间段(静止、加速、匀速、减速)的受力示意图,明确合力方向与运动状态变化的因果关系。把抽象图像转化为具体场景。

提炼核心结论:从错题中总结普适规律。如本题核心结论:“物体一旦滑动,摩擦力大小即固定,由匀速段确定,且减速时该摩擦力大于推力”。这比背公式更有效。

归类强化:将同类错题(如涉及v-t图、F-t图分析的摩擦力问题)整理在一起。反复对比练习,固化正确的分析路径。

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