浅谈“摩擦力”的教学研究

浅谈“摩擦力”的教学研究
【摘要】摩擦力是高中物理的重点内容，也是难点内容。

对于物体间是否有摩擦力、
如何判断摩擦力的性质和方向、怎样计算摩擦力的大小，计算摩擦力所做的功，都是学生感到头疼的问题。

现实生活中许多现象都是同摩擦力有关联的，学好摩擦力可以使学生解答生活中许多的问题。

摩擦力也是高中物理的一个重要考点，我是从摩擦力的产生、摩擦力的方向、摩擦力的大小、摩擦力的应用这四个方面去进行教学的。

【关键词】摩擦力的产生摩擦力的方向摩擦力的大小摩擦力的应用
在我们的日常生活中，许多现象部是同摩擦力有关联的，学好摩擦力可以使学生解答生活中许多的问题，同时也是高中物理的一个重要考点，那么如何才能使学生学好摩擦力这个内容?下面笔者就从以下四个方面去进行探讨。

一、摩擦力的产生
1.摩擦力概念。

相互挤压的物体问发生相对运动或有相对运动趋势时，在接触面处出现的阻碍相对运动或相对运动趋势的力叫摩擦力。

阻碍相对运动的摩擦力叫滑动摩擦力，阻碍相对运动趋势的摩擦力叫静摩擦力。

用一个简单的例题就能帮助学生很好地把滑动摩擦力、静摩擦力区分开来。

如图：用力F拉放在地面上的物体，物体被拉动时和物体没有被拉动时分别受什么摩擦力。

解析：物体被拉动时，物体与地面发生了相对运动，物体受到的是地面对它的滑动摩擦力。

物体没有被拉动时，物体与地面没有发生相对运动，但有相对运动的趋势，物体受到是静摩擦力。

2.产生摩擦力的条件。

接触面粗糙，接触面处有压力，物体问有相对运动或有相对运动的趋势。

物体和周围有几个接触面就可能有几个摩擦力。

判断物体是否存在滑动摩擦力学生是很容易知道的，只要物体在粗糙的表面发生了运动它就有滑动摩擦力。

而对于物体是否存在静摩擦力学生就比较难理解。

我是用“假设法”“参考运动状态法”来教学生判断是否存在静摩擦力的。

(1)假设法：就是先假设接触面问不存在静摩擦力，看物体的运动状态和实际情况是否吻合，如果吻合则说明接触面问不存在静摩擦力。

如果不吻合，则说明接触面间存在静摩擦力。

(2)参考运动状态法：将物体的匀速直线运动等效于静止，或者将静止等效于匀速直线运动，并由此判断静摩擦力是否存在。

例如：水平地面上有一辆小车向右运动，小车粗糙的上表面上停有一个小物块随小车一起运动。

试分析小车匀速向右、加速向右、减速向右三种情况下，物块受到的静摩擦力情况。

解析：小车的上表面是粗糙的，且和物块间有挤压作用，即有弹力存在，故是否存在有静摩擦力，就要看物体和小车间有无相对运动趋势。

我们可以采用“假设法”进行判断。

当小车向右匀速运动时，如果接触面问无静摩擦力，由于惯性，物体也会向右匀速运动，运动状态不会发生变化，所以接触面问无静摩擦力。

当小车向右加速运动时，如果接触面间无静摩擦力，则物体由于惯性匀速运动，小车做加速运动，则物体相对于小车向左滑动，所以物体和小车间存在向右的静摩擦力。

当小车向右减速运动时，如果接触面间无静摩擦力，则物体由于惯性匀速运动，小车做减速运动，则物体相对于小车向右滑动，所以物体和小车间存在向左的摩擦力。

通过讲解例子学生很容易就能判断出是否有静摩擦力的存在。

也容易判断出静摩擦力的方向。

二、摩擦力的方向
很多学生认为摩擦力的方向就是和物体运动的方向相反，认为摩擦力就是阻力。

出现这些错误的观点是学生对摩擦力的方向这方面知识没有掌握好。

在教学中我用“三步”教学生判定摩擦力的方向。

第一步：总跟接触面相切确定摩擦力方向所在直线。

第二步：假设法判断相对运动方向(相对运动趋势方向)
第三步：该物体所受摩擦力方向跟另一个物体的相对运动(相对运动趋势)方向相反。

例：试判断人走路时地面对鞋的摩擦力的方向。

解析：我们可以假设地面是光滑的，在人的“蹬力”的作用下，鞋会相对地面向后滑动，而摩擦力的方向就是要阻碍物体相对运动的方向，所以鞋要受到地面对它的向前的摩擦力。

现实中很多学生以为鞋向前走，鞋受到的摩擦力就向后，结果出现了错误。

严格按“判断摩擦力方向三步”去分析就可以正确地得出摩擦力的方向。

三、摩擦力的大小
1.滑动摩擦力的大小。

滑动摩擦力的大小和物体问的压力大小成正比，即f=μN。

μ是动摩擦因数，取决于接触面的材料、光滑程度、干湿程度，和物体问的弹力大小、接触面的大小无关。

N是物体接触面的相互压力，N的大小一般不
等于重力。

2.静摩擦力的大小。

静摩擦力随沿相对运动趋势方向的外力F的变化而变化，一般情况下无确定的值，仅有一个取值范围，即O≤f静≤fm。

fm是两物体问恰好要开始发生相对滑动时的静摩擦力，叫最大静摩擦力。

和滑动摩擦力比较，最大静摩擦力略大于滑动摩擦力，但是在特定情况下可认为它们近似相等。

当静摩擦力小于最大静摩擦力时，这时的静摩擦力的大小和方向总是随外力变化而变化的，这时不能用f静=μN来计算静摩擦力的大小。

四、摩擦力的应用
没有学习摩擦力之前，有许多学生认为，摩擦力是阻力，是有害的。

其实现实生活中摩擦力有它利的一面，也有它弊的一面，我们应该增大有益的摩擦力，减小有害的摩擦力。

钳口上条纹、鞋底的花纹、调音台的旋钮等等都是用来增大有益摩擦力的。

棉纺工业中用轮轴滚动、磁悬浮列车利用车底的装置与轨道装置间的磁场使车身悬浮起来、加润滑油等等部是用来减小有害摩擦力的。

在教学中，为了使学生更加深刻地理解摩擦力的利与弊。

我叫学生写了篇物理科幻小文章，题目是《假如没有摩擦力，生活会变得怎样?》。

学生用自己学到的知识加上自己的想像写出了许多好的义章，也加深了对摩擦力的理解。

(作者单位：广东省和平县阳明中学)
编辑李景华。