《2025年物理竞赛教程初中》

例题 13
在学习了力与运动的知识以后，有几个同学一起讨论有关“马拉车”的问题。有的同学认为：“马拉车前进时，马向前拉车的力与车对马向后的作用力是一对相互作用力，车向前走表明马向前拉车的力大于车对马向后的作用力。”也有的同学有这样的疑问：“马向前拉车的力与车对马向后的拉力是一对相互作用力，它们的大小是相等的。为什么总是马拉车前进，而不是车拉马后退呢？”请你用所学过的物理知识，分析上述同学的认识和疑问，并对这个问题作出正确的解释。

答案： 解析 首先应该明确的是，马向前拉车的力与车对马向后的作用力是一对相互作用力，它们的方向相反，大小相等，作用在同一直线上。
接着应该说明的是，一个物体运动状态如何，与这个物体所受的力有关，而和它对其他物体作用的力无关。具体分析就是，马拉车时，车受到向前的拉力、地面对车向后的摩擦力及重力和地面支持力。当拉力大于车所受到的摩擦力时，车就由静止加速前进；车前进过程中，当马对车的拉力与车所受到的摩擦力大小相等时，车就保持匀速前进。不论车的运动情况如何，马拉车的力与车对马的作用力总是大小相等，后者并不影响车的运动状态。对于马也同样如此。除重力和地面支持力外，马在蹬地时受到地面向前的作用力，同时还受到车对马向后的拉力。当马所受向前的作用力大于车对马的拉力，马就能加速前进；在前进中只要马所受地面对它向前作用力等于车对马的拉力，马就能匀速前进。
说明 讨论马拉车问题时同学出现的不正确认识或疑问，主要原因是把运动和力的关系问题与物体间力的相互作用问题混为一谈。实质是对运动和力的关系缺乏较深入的理解。通过以上分析我们应明确认识到，一个物体的运动状态是与这个物体的受力情况有关的：物体受力平衡（即处于平衡状态），其运动状态不变化；物体受力不平衡，其运动状态将发生变化。

例题 14
我们知道，物体之间的摩擦力 $ f $ 大小与物体之间的压力 $ N $ 有关。大量的实验表明，物体间的滑动摩擦力 $ f = \mu N $，式中 $ \mu $ 称为动摩擦因数。现要用一弹簧测力计及如图所示的一块长方体木块和长直平木板（木板一端安装有定滑轮），粗略测量木块与木板之间的动摩擦因数。已知木块重力小于弹簧测力计的量程，说明粗略测量木块与木板之间的动摩擦因数 $ \mu $ 的方法和依据。

答案： 解析 先将木块悬挂在弹簧测力计下端，测出木块重力 $ G $，然后将长直平木板水平放置，把木块放在木板上，用轻线跨过定滑轮将木块和测力计连在一起，测力计竖直向下缓慢移动，带动木块沿木板匀速滑动。根据力的平衡知识可知，此时测力计示数等于木块所受滑动摩擦力 $ f $，木块对木板正压力 $ N $ 等于木块重力 $ G $。根据滑动摩擦力 $ f = \mu N $，可以测出木块与木板之间的动摩擦因数 $ \mu $。