如何正確、快速、漂亮地做斜面題
朋友們，今天我想和大家分享一些“現(xiàn)在做不到”和“過去可以做”的事情。
要想學(xué)好物理，我們不僅要做得對，還要做得又快又漂亮，這樣我們的作業(yè)看起來就和標(biāo)準(zhǔn)答案一樣標(biāo)準(zhǔn)，甚至更加標(biāo)準(zhǔn)。
有朋友說，這個有用嗎？
有用！
就我自己的經(jīng)歷來說，我上大學(xué)的時候，也是被要求這樣做作業(yè)的。 記得學(xué)《結(jié)構(gòu)力學(xué)》時，我把練習(xí)冊對折斜面求摩擦力公式，一半畫圖，另一半寫解法。 這是標(biāo)準(zhǔn)的，但很遺憾。 我已經(jīng)找不到那本筆記本了斜面求摩擦力公式，但結(jié)果似乎是學(xué)期末唯一的滿分。
用同樣的方法，我在全國大學(xué)生力學(xué)競賽中也進(jìn)入了前30名。
回顧過去，我并不是在吹噓自己的過去有多么輝煌。 這些在知乎上都不值一提。 我只是想把這些方法分享給大家。 “做得漂亮”意味著對自己“不斷提高”，特別是對于很多物理理解能力強(qiáng)的朋友，那些很容易得到高分但總是達(dá)不到滿分的人，那些對自己要求較高的人，或者那些過著特別“精致”生活的朋友們，你們真的可以對自己要求更高一些！
以斜面為例，講講標(biāo)注答案的過程。 如果你擅長物理，你可以忽略這篇文章。
為了說明模板的通用性，以下內(nèi)容用圖片來展示，并非為了方便，純粹是為了說明模板的通用性。
模板1：固定平滑坡度向下或向上滑動
結(jié)論：加速度大小為a=gsinθ，方向沿斜坡向下。
模板2：固定粗斜角滑軌
結(jié)論：加速度大小為a=gsinθ-μgcosθ，方向沿斜坡向下。
模板3：固定粗糙斜坡滑道
結(jié)論：加速度大小為a=gsinθ+μgcosθ，方向沿斜坡向下。
模板4：在外力作用下沿著固定的粗糙斜坡滑行（以外力向上為例）
好吧，其他情況我就不再展開了。 可以總結(jié)為一個公式：
以沿斜坡向下的方向?yàn)檎较颍?span style="display:none">smB物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
a=gsinθpmμgcosθpm frac{F}{m} ,
即加速度包括重力分量、摩擦力分量和其他外力分量，
光滑時，μ=0，沒有摩擦分量，
當(dāng)沒有其他外力時，F(xiàn)=0，沒有其他外力分量，
沿斜坡向上運(yùn)動時，摩擦力分量為正； 沿斜坡向下移動時，摩擦力分量為負(fù)。
當(dāng)其他外力分量向下時，外力分量為正； 當(dāng)其他外力分量向上時，外力分量為負(fù)。
好，那么具體做題的時候會遇到什么困難呢？
例如，在使用公式之前或之后，
a=gsinθpmμgcosθpm frac{F}{m} ,
要么從右側(cè)算出左側(cè)并求出加速度a，要么通過已知加速度a求出右側(cè)的某項(xiàng)。 更常見的一種是求解滑動摩擦系數(shù)μ。
好吧，所以我們發(fā)現(xiàn)做這類題的時候，解決加速問題是關(guān)鍵。 一方面，加速度與牛頓第二定律和力分析相關(guān)，另一方面，它與運(yùn)動學(xué)公式相關(guān)。
做題的順序是要么使用運(yùn)動學(xué)公式求出加速度，然后分析力，要么先使用力分析求出加速度，然后使用運(yùn)動學(xué)公式求解其他運(yùn)動量，例如速度和速度。移位。
那么運(yùn)動學(xué)公式是什么呢？ 大家還記得多少呢？
在這里，我總結(jié)了幾個重要的公式體系，包括：
一個概念； 兩個基本公式； 一系列簡單的公式； 兩個導(dǎo)出公式； 兩個經(jīng)典推論。
需要理解一個概念，即加速度的概念。 其實(shí)就是單位時間內(nèi)速度的變化。 說白了，加速度等于2，也就是說速度每秒增加或減少2。 它是如此簡單。 因此，無需考慮用什么公式求出已知速度變化時的加速度以及已知加速度時的速度變化。 這很容易理解。
例如，初速度為3m/s，加速度為2m/s^2的勻加速運(yùn)動，意味著速度每秒增加2m/s，所以4s后的速度為3+2=11m/s ，或者3s內(nèi)的速度如果改變9m/s，則每秒的速度變化為9/3=3。 這就是加速吧？
兩個基本公式，
v=v_0pm 于 ,
x=v_0tpm frac{1}{2}at^2 ，
一系列簡單的公式就是靈活運(yùn)用平均速度，
bar{v}=frac{x}{t}=frac{v_0+v}{2}=v_{frac{1}{2}t} ，
即勻速直線運(yùn)動中，平均速度等于位移與時間之比，等于初始速度與最終速度之和的一半，等于中間時刻的速度。 注意上面公式的變形。 一般先用 bar{v} =frac{v_0+v}{2}=v_{frac{1}{2}t} 求解平均速度，然后用 x=bar{v} t 求解位移。 一般情況是這樣的。
兩個推導(dǎo)公式，
v^2-v_0^2=2ax,
Delta x=aDelta t^2 ，
對于公式v^2-v_0^2=2ax，一般會使用較大的數(shù)，將數(shù)減少為正數(shù)，這樣就減少了考慮正數(shù)的麻煩。
兩個經(jīng)典推論，略難！
相同時間間隔位移比，相同位移間隔時間比，
請參閱下面的文章。
好吧，就是這個方法。 比如我們看今年最新的高考題，
例：（浙江2021年1月高考第19題）如圖所示，質(zhì)量m=2kg的滑塊以初速度v_0=16m/s沿傾斜角θ=37°的斜坡滑動。 t=2s 滑動到最高點(diǎn)，然后滑塊返回到起始點(diǎn)。 已知sin37°=0.6，cos37°=0.8，求滑塊，
(1)最大位移x；
(2)斜面與斜面之間的動摩擦系數(shù)μ。
解開：
(1)方法有很多種。 注意理解“t=2s后滑翔到最高點(diǎn)”的概念，就是t=2s后將速度降低到0m/s。 相對簡單的方法是，
bar{v}=frac{v_0+v}{2}=frac{16+0}{2}=8m/s，
x=bar{v}t=8times 2=16m。
或者，首先找到加速度，
a=frac{ v_0-v}{t}=frac{16-0}{2}=8m/s^2,
然后，
x=v_0t-frac{1}{2}at^2=16-frac{1}{2}times 8times 2^2=16m。
或者根據(jù)v^2-v_0^2=2ax得到，
x=frac{v_0^2-v^2}{2a}=frac{16^2}{2times 8}=16m。
或者其他方法等等。
（2）這個小題可以非常漂亮地使用標(biāo)準(zhǔn)模板。
由(1)式得加速度a=8m/s^2，
將數(shù)據(jù)代入可得，
μ=0.25。
解決方案完成。
我們再看另一個問題。 除了美觀之外，還可以快速解決，比如下面的問題：
例：如下圖所示，質(zhì)量m=1kg的小木塊在平行斜面上受到向上的拉力F，并沿斜面勻速運(yùn)動。 其初速度為v_0=2m/s。 t=2s后，塊體在斜面上運(yùn)動的位移為s=10m。 已知斜面的傾角為θ=37°，塊體與斜面之間的動摩擦系數(shù)μ=0.1。 則木塊的加速度為（ ），拉力F為（ ）。
解答：這道題是填空題，所以我們采用快速解答的方法，只用公式即可。
該問題還涉及使用運(yùn)動學(xué)公式來求解加速度。 您可以使用任何您想要的方法。 我使用了以下方法：
bar{v}=frac{x}{t}= frac{10}{2}=5m/s ，
v_{frac{1}{2}t}=bar{v}=5m/s,
a=frac{ v_{frac{1}{2}t}- v_0}{frac{t}{2}}=3m/s^2,
當(dāng)然，直接使用公式x=v_0t+frac{1}{2}at^2就可以立即得到答案。
接下來求解外力，直接代入公式。 注意，我們的公式規(guī)定，沿坡度向下的為正，其他外力向上的外力分量為負(fù)。
a=gsinθpmμgcosθ- frac{F}{m} ,
第一種情況，當(dāng)物體沿斜坡向上運(yùn)動時，
-a=gsinθ+μgcosθ- frac{F}{m}
現(xiàn)在，
-3=10times sin37°+0.1times 10times cos37°-frac{F}{1}
解為F=9.8N。
第二種情況，當(dāng)物體沿斜坡向下運(yùn)動時，
a=gsinθ-μgcosθ- frac{F}{m}
現(xiàn)在，
3=10times sin37°-0.1times 10times cos37°-frac{F}{1}
解為F=2.2N。
所以拉力F為9.8N或2.2N。
解決方案完成。
好了，今天就這些了！
朋友們，我們下次再見！