走出摩擦力认识的误区
对摩擦力认识的几个误区
关于摩擦力的几个常见误区巴东二中杨海《摩擦力》是高中物理力学部分非常重要的一节内容,在学习过程中,很多同学对于摩擦力的认识存在误区。
本文将从一些实例入手,对于几个教学过程中常见的误区进行分析。
误区一:静止的物体只能受到静摩擦力,运动的物体只能受到滑动摩擦力。
解析:摩擦力分为三种:静摩擦力、滑动摩擦力和滚动摩擦力。
静摩擦力阻碍的是物体之间的相对运动趋势,滑动摩擦力阻碍的是物体之间的相对运动。
其中的“相对”指的是研究对象与和它接触的物体之间,而不是相对于其他惯性参考系。
如果两物体之间具有的仅仅是相对运动的趋势,那么就算物体相对其他参考系在运动,存在两物体之间的也一定是静摩擦力,而不是滑动摩擦力(或者滑动摩擦力);反之,如果物体之间存在相对运动,即使此物体相对于其他参考系静止,它也受到滑动摩擦力。
另外,运动的物体还可能受到的是滚动摩擦力。
例1.在地面上运动的人,脚底受到的是静摩擦力。
(运动物体受静摩擦力)例2.物体在水平地面上滑动时,地面受到物体对它施加的滑动摩擦力,而地面是静止不动的。
(静止物体受滑动摩擦力)误区二:摩擦力总是阻力,阻碍物体的运动。
解析:出现此种认识误区的同学,对于摩擦力定义中的“相对”二字理解不深。
摩擦力阻碍的物体之间的相对运动或者相对运动趋势,二相对运动或相对运动趋势的方向并不一定与物体的运动方向相同。
例1.将一木块静止地放上一转动的传送带,木块和传送带之间会发生相对运动,分析可知,木块会受到一个向前的摩擦力的作用。
这个摩擦力的方向和木块的运动方向相同。
图1例2.在水平地面上运动的人,脚相对于地面有向后运动的趋势,故脚部受到一个向前的静摩擦力的作用,其方向与人的运动方向相同。
误区三:摩擦力的大小一定与正压力成正比解析:两接触面的材料及粗糙程度一定时,物体对接触面的压力越大,受到的滑动摩擦力就越大,但静摩擦力的大小与正压力并没有必然联系,应根据物体的实际受力情况和实际运动状态,利用平衡条件来确定。
摩擦力的八大误区
例析认识摩擦及摩擦力的八个误区摩擦有动摩擦和静摩擦之分。
而摩擦力产生必须同时具备三个条件:(l )物体间互相接触、挤压;(2)物体间有相对运动和相对运动趋势;(3)接触面粗糙;这三个条件缺一不可。
因此在判断摩擦力的有无、方向、大小及种类时,应首先对照产生摩擦力的条件或物体的平衡条件去考虑物体间有无摩擦,再考虑它的方向、大小、种类的问题。
而这些概念都比较抽象,学生往往理解不透,概念模糊,形成误区。
误区之一运动的物体一定受摩擦力,静止的物体一定不受摩擦力。
例1如图1,两个完全相同的有固定轴的轮子,用一条绷紧的传送带连着,呈水平状态,一个工件随传送带一起匀速向右运动,工件是否受摩擦力?错解物体随传送带一起向右运动时,相对皮带有向左滑动的趋势,所以物体受摩擦力作用。
分析与解产生错误的原因,是没有理解产生摩擦力的条件,对有无相对运动及有无相对运动趋势认识模糊,机械地认为当物体运动时产生摩擦力且方向与物体运动的方向相反。
所以,在分析时首先应考虑有无摩擦,再考虑其它问题。
因工件是随水平传送带一起向右做匀速直线运动,工件相对传送带是静止的,既无相对运动也无相对运动的趋势。
所以工件与传送带之间没有摩擦。
例2如图2,在水平方向力F的作用下,物体静止在竖直的墙面上,试分析物体是否受摩擦力?错解因为竖直墙面可能是光滑的,也可能是粗糙的,而物体静止在墙面上有向下运动的趋势。
所以物体可能受摩擦力,也可能不受磨擦力。
分析与解产生错误的原因,是片面理解产生摩擦的条件。
需要指出:有时产生摩擦力的三个条件中有的未知或不易确定,不能用摩擦力产生的条件去分析,此时可用平衡条件分析物体是否受到摩擦力.因物体处于静止状态,故物体在竖直方向受平衡力。
所以物体在竖直方向除受重力外,一定还受一个向上的摩擦力与之平衡。
误区之二:摩擦力的方向总是与物体运动方向相反例3如图3物体在传送带上,从低处送到高处,则物体与传送带之间的摩擦力方向如何?错解因为物体随传送带向上运动,所以根据摩擦力方向与物体运动方向相反,传送带对物体产生的摩擦力方向沿传送带斜面向下。
【高中·物理】消除对摩擦力理解错误观念
四、拉力大小影响滑动摩擦力的大 小
• 例:用同样大小的作用力F,分别以如图9 用同样大小的作用力F 分别以如图9 所示的方式依次作用在同一木箱A 所示的方式依次作用在同一木箱A上,使木 箱向右运动,其中滑动摩擦力最小的是: 箱向右运动,其中滑动摩擦力最小的是: ( )
• A.甲图 A.甲图 • C.丙图 C.丙图
• 例:如图8所示,在一条水平的传送带上放 如图8所示, 着一个物体A 物体A 着一个物体A,物体A随着传送带一起向右 做匀速运动,则此时物体A 做匀速运动,则此时物体A受到传送带对它 的摩擦力为:( 的摩擦力为:( )
• A.水平向右 A.水平向右 C.不受摩擦力 C.不受摩擦力
B.水平向左 B.水平向左 D.受到静摩擦力 D.受到静摩擦力
重为10N的物块在4N 10N的物块在4N水平向右的拉力 例:重为10N的物块在4N水平向右的拉力 作用下,沿水平面匀速运动, 作用下,沿水平面匀速运动,运动中的物 块受到的合力是______N ______N; 块受到的合力是______N;若将水平拉力突 然改为水平向左,大小减为3N 3N, 然改为水平向左,大小减为3N,则此刻物 块受到的合力为__________N __________N。 块受到的合力为__________N。 • 分析:开始时物块匀速运动, 分析:开始时物块匀速运动,所以物 块所受合力为零。 块所受合力为零。当拉力突然改为水平向 左时,物块由于惯性仍然向右运动, 左时,物块由于惯性仍然向右运动,物块 所受摩擦力的方向仍然水平向左且大小不 所以物块所受合力为7N 7N, 变,所以物块所受合力为7N,方向水平向 左。
• 比如前面谈到的人拉着小车在水平公路上 行驶时,小车受到的摩擦力是阻力, 行驶时,小车受到的摩擦力是阻力,它阻 碍了小车向前运动; 碍了小车向前运动;但传送带上的货物却 正是在摩擦力的作用下, 正是在摩擦力的作用下,才由低处被运输 到高处的,是动力, 到高处的,是动力,同时这个力又阻碍了 货物相对于传送带的向下滑动。 货物相对于传送带的向下滑动。
高中物理摩擦力学习的认识误区与点拨
高中物理摩擦力学习的认识误区与点拨作者:曹立娟来源:《学周刊·中旬刊》2014年第08期摩擦力是力学研究中的重要组成部分,在我们的日常生产生活中起着巨大的作用。
它是高考的热点,也是学习的难点。
对于初学者来说,由于对物体间是否有摩擦力、物体间存在的是静摩擦力还是滑动摩擦力、如何判断摩擦力的方向、怎样计算摩力的大小等问题理解不清,就会产生一些错误的认识。
本文将这些错误认识进行了归类,并对产生错误认识的原因进行了剖析与点拨,以期使学生走出摩擦力的认识误区,为今后的学习打下坚实的基础。
误区一:摩擦力的方向总是跟物体的运动方向相反。
点拨一:这一观点混淆了“物体运动”和“物体的相对运动”两个概念。
谈到“物体的运动”,一般是以地面为参考系,而“相对运动”则是相对于相互作用的另一个物体而言的。
例如:谈到甲物体相对乙物体的运动,则是以乙物体为参考系的,就是说它们的参考系不同。
在有些情况中,“物体的相对运动或相对运动趋势方向”跟“物体运动方向”是相反的。
正确现点:滑动摩擦力的方向总是跟物体间的相对运动方向相反,并非总是跟物体的运动方向相反;而静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反。
换一个角度说,也就是摩擦力的方向与运动方向无关,可能与物体运动方向相同,也可能与物体运动方向相反,也可以和运动方向成任意的角度关系。
例如,一上表面粗糙的长木板静止在光滑的水平地面上,另一小物块C以一定的速度滑到该长木板上(如图1所示),则小物块C与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力,由长木板相对小物块C向左运动知长木板受到的摩擦力方向向右,即与其运动方向相同。
同理,小物块C受到的摩擦力方向向左,与其运动方向相反。
图1误区二:摩擦力总是阻碍物体的运动。
点拨二:这一观点和“误区一”产生的原因相同,这同样与我们在日常生活中所接触的大多数现象中的摩擦力的方向与运动方向相反有关。
实际上,摩擦力的方向可以与运动方向相同,如上述中的长木板所受的摩擦力方向就与长木板的运动方向相同,这时摩擦力充当的是动力,可使长木板进行加速运动;小物块C受到的摩擦力与物体的运动方向相反,这时摩擦力充当的是阻力,在阻碍小物块C的运动,从而使物体呈现减速运动。
走出摩擦力的十大误区
走出摩擦力的十大误区误区一:运动的物体间一定有摩擦力,静止的物体间不存在摩擦力若两物体接触面是光滑的,则两物体间不论怎样运动,都不会有摩擦力存在。
若两物体间接触面不光滑,如图所示:①若物体A、B均相对地面静止,则A与B之间没有摩擦力;但B与地面间虽然静止却有“相对运动的趋势”,所以存在与F等值反向的静摩擦力。
②若A与B做匀速直线运动,则A、B虽都在运动,但因A、B间无“相对运动或相对运动趋势”,故没有摩擦力;而B与地面间有“相对运动”,故存在滑动摩擦力。
③若在力F的作用下A、B一起做变速运动,则A、B 均处于运动状态,且A、B之间有“相对运动趋势”,故存在静摩擦力;而B与地面之间有“相对运动”,故存在滑动摩擦力。
看来摩擦力是否存在与运动和静止无关,而是与相对运动或相对运动趋势的存在有关。
误区二:有弹力就有摩擦力,有摩擦力就有弹力从产生摩擦力的条件可知:有弹力存在仅仅是产生摩擦力的一个条件,故虽有弹力存在,但两物体间若没有“相对运动或相对运动的趋势”时,则不会产生摩擦力。
反之,若两物体间有摩擦力,则一定满足产生弹力的两个条件:(1)两物体接触;(2)有相互挤压,所以一定有弹力。
故弹力和摩擦力之间的关系应理解为“有摩擦力时一定有弹力,但有弹力时不一定有摩擦力”。
误区三:只有运动的物体才会受到滑动摩擦力作用滑动摩擦力产生在两个“相对运动”的物体之间,与物体本身是否运动没有关系。
虽然常见的滑动摩擦力多发生在运动的物体上,但静止的物体照样能产生滑动摩擦力。
如图所示,一物体在桌面上滑行,物体和一桌面之间发生了“相对运动”,均受到对方对自己的滑动摩擦力作用,但物体是运动的,而桌面却是静止的,桌面却受到了滑动摩擦力。
看来静止的物体可以受到滑动摩擦力。
误区四:只有静止的物体才会受到静摩擦力的作用静摩擦力产生在两个有“相对运动趋势”的物体之间,故两物体间应保持相对静止。
但相对于地面,物体有可能是运动的,也有可能是静止的。
走出摩擦力认识的误区
走出摩擦力认识的误区摩擦力是力学研究中经常遇到的一种力,它是在互相接触并且接触面不光滑的两个物体之间产生的。
当一个物体在另一个物体的表面上有相对运动或有相对运动的趋势时,就会受到另一个物体阻碍它相对运动或相对运动趋势的力,这个阻碍它相对运动或相对运动趋势的力就是摩擦力。
摩擦力的产生必须同时具备以下三个条件:①两物体直接接触且有相互作用的弹力;②两接触面均粗糙;③物体间有相对运动或相对运动趋势。
同学们在初学摩擦力时,常产生一些认识上的误区,下面一一加以澄清。
误区一:摩擦力的方向总与物体的运动方向相反由于摩擦力总是阻碍物体的相对运动(或相对运动的趋势),故摩擦力的方向跟物体的相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反。
在判断摩擦力的方向时一定要明确“相对”的含义。
“相对”既不是“对”地,也不是“对”观察者,“相对”的是与它接触的物体,即“相对运动(或相对运动的趋势)的方向”是以相互摩擦的另外一个物体作为参照物所确定的。
而“物体的运动方向”是以地面或相对地面静止的物体作为参照物确定的。
当然,平时所接触到的摩擦力的方向与物体的运动方向相反的例子很多。
比如:人拉着小车在平直公路上向前运动时,车受到的摩擦力方向向后,与小车的运动方向相反,但这并不能得到摩擦力的方向一定跟物体的运动方向相反的结论。
不要把“物体的相对运动方向”与“物体的运动方向”等同起来。
比如:一人匀速向上爬竿,假想接触面光滑,人相对竿有向下滑动的趋势,此时物体受到的静摩擦力的方向与人的运动方向相同。
例1.如图1所示,传送带把货物从低处运输到高处(假定货物在传送带上不打滑),试判断货物是否受摩擦力,如果受到摩擦力,那么方向如何?图1分析:货物在重力作用下有相对于传送带向下运动的趋势,此时货物受到的摩擦力的方向沿传送带向上,与货物的运动方向相同。
误区二:静止物体只能受到静摩擦力,运动物体只能受到滑动摩擦力摩擦力发生在相互接触并挤压的两个不光滑的物体之间。
认识摩擦力的六个误区
认识摩擦力的六个误区误区一:静止的物体总受到静摩擦力,运动的物体总受到滑动摩擦力这种认识的错误原因在于没有准确理解摩擦力定义中“相对运动”的“相对”两个字的含义。
“相对”两个字的物理内涵是指所研究的物体相对与它接触的物体而非相对其他惯性参考系(例如;相对地面)。
只要两个物体间存在相对运动的趋势,这两个物体在相对其他物体运动时,仍然可以受到静摩擦力作用。
例如:随皮带一起匀速向上运动的物体受到皮带的静摩擦力作用。
静止的物体受到滑动摩擦力的例子也很普遍。
如在地面上拉物体,地面受到的就是物体对它的滑动摩擦力。
误区二:摩擦力的方向与物体的运动方向总相反摩擦力的方向与产生摩擦力的两个物体间的相对运动(或相对运动趋势)的方向相反,但与这两个物体相对其他物体的运动方向并没有直接关系。
因此,摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同,也可以相反。
例如:物体随皮带向上运动所受摩擦力的方向与物体运动方向相同,随皮带匀速向下运动时与物体运动方向相反,如图1、2所示。
显然,其中摩擦力产生于物体与皮带之间,而它们的运动方向是相对地面而言的。
对于滑动摩擦力的方向与物体运动方向的关系也与此类似。
如图3,在子弹射入木块的过程中,木块受到子弹的滑动摩擦力就与木块的运动方向相同,子弹受到的滑动摩擦力的方向与子弹的运动方向相反。
误区三:摩擦力总是阻力,阻碍物体的运动既然摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同或者相反,所以不论是静摩擦力不是滑动摩擦力,都既可以是阻力,也可以是动力。
当摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,摩擦力就作为动力而存在;当摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,摩擦力就作为阻力而存在。
摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势,而不是阻碍物体的对地运动,摩擦力可以是阻力也可以是动力,比如:斜向上的传送带向上传送货物时,正是货物受的传送带给它向上的静摩擦力使得货物能随着传送带一起向上运动,这个力对货物来说动力。
人走路时脚相对地面有向后的趋势,地面给人一个向前摩擦力。
走出摩擦力的六大误区
走出摩擦力的六大误区同学们在学习摩擦力的过程中,容易进入一些误区,下面我们来分析一下如何走出这些误区:误区一滑动摩擦力是运动的物体受到的摩擦力;静摩擦力是静止的物体受到的摩擦力静摩擦力中的“静”指的是相对静止,滑动摩擦力中的“滑动”指的是相对滑动,都是以施力物体为参考系的.所以,静止的物体也可能受到滑动摩擦力的作用,运动的物体也可能受到静摩擦力的作用.物体是受到静摩擦力还是滑动摩擦力与物体的运动状态无关,关键是与其接触的物体相对此物体是静止还是滑动.如图3-3-9所示,物体A、B的接触面粗糙,在力F的作用下,A向右运动,B相对地面静止.A受到水平向左的滑动摩擦力作用,B受到水平向右的滑动摩擦力作用,可见静止的物体也可以受到滑动摩擦力作用,如图3-3-10所示,假设A、B两物体一起向右做匀速直线运动,且A、B两物体相对静止,由于B物体受到重力的作用将产生一个沿斜面向下的作用,从而使B有沿斜面向下运动的趋势,B 要与A 保持相对静止,因此B 必受到一个沿斜面向上的静摩擦力作用,可见运动的物体也可以受到静摩擦力作用.误区二摩擦力的方向总与物体的运动方向相反在判断摩擦力方向时,先要正确理解“运动方问”“相对运动方向”“相对运动趋势方向”的真正含义.这三个方向是截然不同的表述,三者之间无必然联系.1.运动方向:通常是指物体相对地面的运动方向.2.相对运动方向:通常是指物体相对于参考物体运动的方向,在研究摩擦力时此参考物体一般是指摩擦力的施力物体.3.相对运动趋势的方向:通常是指物体有相殉于参考物体沿哪个方向运动的倾向,而实际上不一定沿该方向运动,可理解为“如果物体不受静摩擦力作用的运动方向”. 例l 如图3-3-11所示,物体静止在传送带上,从低处送到高处,则物体与传送带之间的摩擦力方向是错解:沿斜面向下错因分析:同学们往往以为摩擦力一定是阻力,而阻力肯定是阻碍物体运动的力.本题中把物体相对于地面的运动错当成了相对于传送带表面的运动,从而认为物体斜向上运动,则它受到的摩擦力必沿传送带斜面向下.正确解答:物体斜向上运动的过程中,它相对于传送带是静止的,由于传送带倾斜,使得物体具有沿传送带斜向下运动的趋势,根据摩擦力方向的规定,可知摩擦力的方向应该沿斜面向上,从另一角度来说,物体被倾斜的传送带由低处向高处输送,说明物体必受到一个倾斜向土的摩擦力,而使其随传送带由低处向高处运动,此时,摩擦力的方向与物体的实际运动方向一致.答案:沿斜面向上点评:摩擦力是一种阻碍物体相对运动或相对运动趋势的力,因此摩擦力的方向与物体相对运动的方向或相对运动趋势的方向相反.摩擦力的方向与物体运动方向无关. 误区三正压力越大,摩擦力也越大摩擦力分为静摩擦力和滑动摩擦力,静摩擦力的大小取决于使物体产生运动趋势的外力的大小,其取值范围为O<F ≤F_。
摩擦力误区
1 摩擦力问题的几个误区(湖南省东安县第一中学 邓有鸿 425900)摩擦力是高中物理的重点内容,也是难点.对于物体是否有摩擦力、如何判断摩擦力的性质和方向、怎样计算摩擦力的大小,不少同学存在一些模糊不清的甚至错误的认识.正确理解摩擦力的关键首先在于认识运动与相对运动的区别;其次,在判断静摩擦力方向和大小时,应先分析物体的运动状态,再根据平衡条件或牛顿运动定律求解,而不应仅凭感觉和经验来判断.笔者根据同学们理解摩擦力出现的一些常见错误,现归类分析如下: 误区一:静止物体只能受到静摩擦力,运动物体只受到滑动摩擦力错因探析:有些同学错误地认为物体具有“相对运动”或“相对运动趋势”的参考系是地面.实际上摩擦力所指的“相对运动”或“相对运动趋势”是以相互作用的另处一个物体作为参考系,那么静止的物体可能受到静摩擦力,也可能受到滑动摩擦力;运动物体可能受到滑动摩擦力,也可能受到静摩擦力.例1 如图1所示,两物体A,B 叠放在粗糙面上,用力F 拉着物体B ,使物体A,B 一起无相对运动地向上运动,此时无论它们是沿斜面匀速上升,还是加速上升,物体A 相对于物体B 总是静止的,但物体A 具有相对物体B 向下滑动的趋势,故物体A ,B 之间总存在着相互作用的静摩擦力.物体B 与斜面间有相对运动,所以物体B 和斜面都受到相互作用的滑动摩擦力.可见,静止的物体(斜面)受到滑动摩擦力作用,相对斜面运动的物体A,B 间有静摩擦力作用. 误区二:摩擦力的方向总是与物体的运动方向在同一条直线上错因探析:学生错误地认为摩擦力的方向总是与“物体的运动方向”相反. 实际上摩擦力的方向总是阻碍物体的“相对运动”或“物体的相对运动趋势”. 例2 如图2所示,M ,N 为两块平行水平固定的光滑夹板,其下方有一木板水平向右匀速运动,为使放在木板上方,两夹板间的小木块水平匀速抽出,已知小木块与木板间动摩擦因数为μ,小木块质量为m ,则所需平行夹板的水平拉力F ( ) A .F mg μ= B .F mg μ>C .F mg μ<D .无法判断 分析与解 学生错误地认为小木块相对木板的运动是沿力F 的方向,即物体相对地面的运动方向,所以错选A .其实小木块相对木板的运动方向是斜向左下方,根据摩擦力方向总是阻碍相对运动方向知:摩擦力f 的方向是斜向右上方,所以摩擦力f 的一个分力与水平拉力F 相等.即F mg μ<选C .例3 如图3所示,一小物体放在水平粗糙的圆盘上,与圆盘一起做匀速转动,物体相对圆盘具有沿径向向处运动的趋势,故物块所受的静摩擦力沿径向指向转轴.物块所需要的向心力就是圆盘对物块的静摩擦力.显然物块所受的摩擦力(沿径向)与物块运动方向(沿切向)不共线(相互垂直). 误区三:摩擦力总是阻力,或者说总是阻碍物体的运动;静摩擦力不做功,而滑动摩擦力做负功.错因探析:学生错误地认为摩擦力的作用效果是物体实际运动,所以摩擦力是阻力;实际上摩擦力的作用效果是(滑动摩擦力)阻碍物体间的相对运动或(静摩擦力)阻碍物体间的相对运动趋势,但不一定阻碍物体间的实际运动.所以摩擦力可以是阻力,也可以是动力.例4 如图4所示,斜向上运动的传送带向上传送物体,物体与传送带相对静止.物体所受的静摩擦力与运动方向相同,物体受到的摩擦力是动力,做正功;若物体与传送带一起以加速度a(a g sin )θ<沿传送图1图2图42 带向下做加速运动时,物体所受的静摩擦力方向向上,是阻力,做负功.误区四:压力越大,摩擦力越大;接触面积越大,滑动摩擦力越大.由公式N F F μμ=可知,滑动摩擦力的大小只由N ,F μ决定,只有滑动摩擦力与正压力成正比,正压力越大,滑动摩擦力越大,与物体的运动状态和接触面积的大小无关;静摩擦力的大小应根据物体的实际运动状态利用平衡条件或牛顿运动定律来计算.误区五:认为两个相互接触的物体间存在两个摩擦力例5 如图5所示,在倾角030θ=的粗糙斜面上放一物体,重量为G .现在用与斜面底边平行的力F G /2=推物体,物体恰能做匀速直线运动,则物体与斜面之间的滑动摩擦因数是多少? 错解 因为物体有沿斜面下滑的趋势,所以受到一个沿斜面向上的静摩擦力11f G 2=.又因为物体在推力F 的作用下沿水平方向匀速滑动.受到一个与F 方向相反的滑动摩擦力作用2f N mg cos μμθ==,所以μ=. 分析与正解 物体在推力及重力平行斜面的分力作用下,沿斜面斜下方向作匀速直线运动,故物体只受到一个与其运动方向相反(沿斜面斜上方向)的滑动摩擦力作用.推力与重力平行斜面的分力的合力为:f滑动摩擦力为:f N Gcos G μμθ==滑因为物体作匀速直线运动,所以f f G μ=⇒=⇒=滑 误区六:静摩擦力方向的不确定性例6 在如图6所示中,质量为1m 的物体A 静止于斜面上,若物体A 与斜面的最大静摩擦力为m f ,求使物体A 仍静止于斜面上时物体B 的质量2m 的大小.错解 学生简单地认为物体A 所受的静摩擦力方向沿斜面向上,这样根据平衡条件得:1m 1m 22m g sin f m g sin f m g m g θθ-=+⇒= 分析与正解 物体A 沿斜面方向受到的力有重力沿斜面方向的分力1m g sin θ及拉力2m g . 当21m g m g sin θ<时,物体A 有沿斜面向下滑动的趋势,则f 静沿斜面向上,此时为使物体静止,则有:21m m g m g sin f θ≥-;当21m g m g sin θ>时,物体A 有沿斜面向上运动的趋势,同理有:21m m g m g sin f θ≤+;为使物体A 静止,则有:1m 1m 2m g sin f m g sin f m g gθθ-+≤≤.图5图6。
帮助学生走出摩擦力学习的误区
帮助学生走出摩擦力学习的误区高中物理力学部分是高考重要的考试范围,其中摩擦力的学习对学生来说是个难点。
生活中处处都能接触到摩擦力,学生对摩擦力有真实的生活感性体验,但要从这些生活现象中寻找并发现摩擦力的规律并非易事,掌握摩擦力的知识也有一些困难。
笔者在实际教学过程中发现不少学生学习摩擦力时有几种常见的错误思维定势。
常见错误一:摩擦力一定是阻力。
“足球踢出去会慢慢停下来,是因为受到地面的摩擦力,所以摩擦力都是阻力。
”这是学生常见的错误思维定势。
教师在教学过程中一定要多举几个例子,如倾斜的传送带送米袋、人走路(若在冰面上走无法前行,容易滑倒)等等,学生通过这些生活的事例探究寻找动力的来源,他们就能够体验到摩擦力不仅可以充当阻力,也可以充当动力。
常见错误二:压力越大,摩擦力就越大。
有这样一种常见题型如人握着杯子,杯子处于静止状态,当人的握力增加时,摩擦力如何变化?学生在做题时,往往根据“在接触面的粗糙程度相同时,压力越大,摩擦力越大”,得出:水杯受到的摩擦力随着人手压力的增大而变大。
处理这类问题时,教师应向学生解释说明,由于水杯与手之间是静摩擦力,且水杯静止在空中处于平衡状态,应受平衡力作用,所以在竖直方向除受重力之外还受一个竖直向上的摩擦力作用,且摩擦力的大小与重力大小相等,由于水杯的重力大小不变,所以尽管手的握力增大但摩擦力大小不变。
常见错误三:静摩擦力只能在静止的物体上,滑动摩擦力只能在运动的物体上。
这种错误的认识说明了学生对摩擦力中的“相对”的含义不理解,教师应多设置教学情境让学生探究。
例如教师或者学生用粉笔盒在讲台上滑动,理解粉笔盒受到滑动摩擦力的同时,讲台也受到来自粉笔盒的滑动摩擦力,再结合相互作用力的知识和相对运动的概念帮助学生减少对知识点理解的困难。
常见错误四:摩擦力的方向总是与运动的方向相反。
有这样一种常见题型:如物体被倾斜的传送带由低处向高处匀速输送过程中,受到摩擦力的方向为何处?学生在解决此类问题的时候往往把物体相对于地面的运动当作了相对于传送带表面的运动,从而认为物体斜向上运动,则它受到的摩擦力必沿传送带斜面向下,答案错误。
盘点初中物理摩擦力教学常见问题及应对措施
盘点初中物理摩擦力教学常见问题及应对措施盘点初中物理摩擦力教学常见问题及应对措施摩擦力是我们生活中常见的一种力,它伴随着我们的日常活动,如行走、拖动物体等。
在初中物理教学中,摩擦力是一个重要的概念,但也常常会引发学生的困惑和疑惑。
本文将从深度和广度的角度综合评估初中物理摩擦力教学中常见的问题,并提出有效的应对措施,以期帮助学生更好地理解和应用这一概念。
一、常见问题及解决方法1. 摩擦力的概念理解不清晰学生常常对摩擦力的概念产生模糊、错误的理解,难以准确描述其性质和作用。
解决方法:- 引导学生从生活中的实际例子出发,如滑雪、运动员起跑时的起动等,观察和思考摩擦力对物体运动的影响。
- 结合实验教学,让学生亲身体验不同表面摩擦力的大小,从而感受摩擦力的本质。
2. 静摩擦力和动摩擦力的区分困难学生容易混淆静摩擦力和动摩擦力的性质和区别,难以正确应用相关公式进行计算。
解决方法:- 通过示意图和实例,帮助学生理解静摩擦力和动摩擦力的区别,强调在不同情况下的应用场景和计算方法。
- 提供足够数量的例题和练习,让学生反复练习并逐步掌握静摩擦力和动摩擦力的计算技巧。
3. 摩擦力的影响因素理解不足学生对影响摩擦力大小的因素理解不够深入,容易陷入记忆或应用公式的误区。
解决方法:- 通过实验数据和曲线图,引导学生分析表面粗糙程度、压力大小等因素对摩擦力的影响规律,培养学生的理论思维能力。
- 鼓励学生提出自己的观点,并展开讨论,激发学生的兴趣和探究欲望。
4. 应用实例的能力不足学生在解决实际问题时,缺乏将摩擦力理论知识应用于实际情况的能力。
解决方法:- 提供多样化的应用实例,如汽车刹车、滑雪运动等,帮助学生将摩擦力理论与实际问题相结合,培养学生的实际运用能力。
- 鼓励学生自主探究,通过小组合作或个人研究,解决摩擦力在日常生活中的应用问题,提升学生的创新思维和解决问题的能力。
二、总结与展望初中物理摩擦力教学中常见的问题主要包括概念模糊、区分困难、影响因素理解不足和应用能力不足等方面。
走出摩擦力认识的误区
/ 把 看 质 他 速 6 ‘ 匀 Q 析 人 作 点, 以 度 一 .m s 做 解 5 一
速 直线 运 动 ; 火 车 头 看 作 另 一 个 质 点 , 把 它
在人 的前 面 z 10r 处 由静 止 开 始 , 加 速 度 a 一 8 n 以 一
0 1r・ 做 匀 加速 直线 运 动. . n s
平齐?
◇ 江苏 史 益 海
摩 擦 力 是 中 学 物 理 中最 基 本 、 重 要 的 力 学 知 最
识 , 时又 是 一个 难 点 , 学 习 过程 中 会 出 现 不 少模 同 在
糊 不 清 、 是 而 非 的认 识 . 似 本人 结合 教 学 实 际 对 摩擦 力 认识 中的常见 疑 问进行 剖析 ( 以下默认 接触 表 面不 光 滑 ) 希望对 摩擦 力有 更深 刻 的理解 . , 1 “ 静止 ” 的物体 一定 不受摩 擦 力吗 ? 静止 在地 面 上 的 物 体 , 相 对 滑 动趋 势 , 体 不 无 物 受摩擦 力 , 是 大 家 非 常 熟悉 的. 静 止 的 物 体 不 一 这 但 定不 受摩 擦力 . 例如 如 图 1所 示 , 物 体 相 对 于 地 面 静 止 , B A 将
在 t 时 间 内 , 车头 运 动 的位 移 是 : 。 — 。 火 z一 1 。 n2
4 5I.人 的位 移是 : 一v2 8 I 0 n ; t—5 5I. T
显 然 , : 8 l表 明两 个解 都 是 z 一z 一z ~z 一1 0r , f
有 意 义 的 . 4 时 , 车 的 速 度 t一 0s 火
物 体 从 下 面 抽 出 时 , 物 体 受 到 B 对 它 的 滑 动 摩 A
擦 力.
再 例如 图 2 示 的 A 物体 相对 于传 送带 静 止 , 所 随
7_学习摩擦力时存在的几个误区
学习摩擦力时存在的几个误区摩擦力是高中物理力学部分的一个重要概念,是学生学习的一个难点。
在学习过程中,很多学生因对摩擦力的产生条件、作用效果以及大小的计算方法理解不够而使学习进入误区,下面列举几例,以期对学生学习这部分知识有所帮助。
误区一相互接触的物体间只要有相对运动或相对运动趋势,就有摩擦力产生。
正确认识产生的摩擦力条件可归纳为:①两物体必须接触;②接触面粗糙;③接触面间有弹力存在;④两物体向有相对运动或相对运动趋势。
这四个条件是紧密相联的、缺少其中任意一个条件都不能产生摩擦力。
在分析物体受摩擦力时,要根据产生摩擦力的条件全盘考虑。
例1:物体m在水平力F的作用下被压在竖直的粗糙的墙壁上静止不动,物体是否受摩擦力作用?当F撤去后,物体M下落时是否受摩擦力作用?(不计空气阻力)解析:物体被压在墙壁上静止不动,物体与墙壁间有弹力;物体有向下运动的趋势;依据产生的摩擦力条件可知物体受到竖直向上的静摩擦力作用。
当F撤去后,虽然物体与墙壁接触且有相对运动,但二者间没有弹力,物体与墙壁就没有摩擦力作用。
误区二摩擦力方向总是与物体运动方向相反正确认识摩擦力是物体对物体的作用。
根据作用效果知其方向与物体相对运动方向或相对运动趋势方向相反,而不一定与物体运动方向相反。
例2:把物块m轻轻放在以速度v向右匀速运动的水平传送带上,如图1所示。
开始一段时间,m的速度比v小,分析它受的摩擦力方向。
解析:当m的速度比v小时,m相对传送带向左滑动,受到的传送带施加的摩擦力方向是向右的,与m的运动方向一致。
误区三摩擦力作用效果是阻碍物体的运动,即摩擦力总是阻力,正确认识根据摩擦力的定义可知摩擦力的作用效果是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势。
对物体的运动来说,可能是动力,也可能是阻力,是动力时摩擦力的方向必定与物体运动方向一致,是阻力时必定与物体运动方向相反。
例如,人走路时,脚受到的静摩擦力方向与人前进的方向一致,是人前进的动力.在公路上行驶的汽车,在没有关闭发动机时,主动轮受到的摩擦力与车前进的方向一致,是车前进的动力;从动轮受到的摩擦力与车前进的方向相反,是车前进的阻力。
摩擦力10大误区
摩擦力10个误区总结误区01运动的物体间一定有摩擦力,静止的物体间不存在摩擦力1、若两物体接触面是光滑的,则两物体间不论怎样运动,都不会有摩擦力存在。
若两物体间接触面不光滑:①若物体A、B均相对地面静止,则A与B之间没有摩擦力;但B与地面间虽然静止却有“相对运动的趋势”,所以存在与F等值反向的静摩擦力。
②若A与B做匀速直线运动,则A、B虽都在运动,但因A、B间无“相对运动或相对运动趋势”,故没有摩擦力;而B与地面间有“相对运动”,故存在滑动摩擦力。
③若在力F的作用下A、B一起做变速运动,则A、B均处于运动状态,且A、B之间有“相对运动趋势”,故存在静摩擦力;而B与地面之间有“相对运动”,故存在滑动摩擦力。
看来摩擦力是否存在与运动和静止无关,而是与相对运动或相对运动趋势的存在有关。
误区02有弹力就有摩擦力,有摩擦力就有弹力从产生摩擦力的条件可知:有弹力存在仅仅是产生摩擦力的一个条件,故虽有弹力存在,但两物体间若没有“相对运动或相对运动的趋势”时,则不会产生摩擦力。
反之,若两物体间有摩擦力,则一定满足产生弹力的两个条件:(1)两物体接触;(2)有相互挤压,所以一定有弹力。
故弹力和摩擦力之间的关系应理解为“有摩擦力时一定有弹力,但有弹力时不一定有摩擦力”。
误区03只有运动的物体才会受到滑动摩擦力作用滑动摩擦力产生在两个“相对运动”的物体之间,与物体本身是否运动没有关系。
虽然常见的滑动摩擦力多发生在运动的物体上,但静止的物体照样能产生滑动摩擦力。
一物体在桌面上滑行,物体和一桌面之间发生了“相对运动”,均受到对方对自己的滑动摩擦力作用,但物体是运动的,而桌面却是静止的,桌面却受到了滑动摩擦力。
看来静止的物体可以受到滑动摩擦力。
误区04只有静止的物体才会受到静摩擦力的作用静摩擦力产生在两个有“相对运动趋势”的物体之间,故两物体间应保持相对静止。
但相对于地面,物体有可能是运动的,也有可能是静止的。
看来运动的物体可以受到静摩擦力。
对摩擦力认识的六个误区
对摩擦力认识的六个误区作者:方林来源:《青苹果·高一版》2016年第10期误区一:摩擦力的方向总与物体的运动方向相反走出误区摩擦力的方向总平行于接触面,与产生摩擦力的两物体间的相对运动(或相对运动的趋势)的方向相反,与两物体各自的运动方向无关。
因此摩擦力的方向可以和物体的运动方向相同,也可以相反,还可以垂直(如人手提油瓶水平移动时)。
例1 如图1所示,物块相对静止在传送带上,由低处运送到高处,试分析物块所受摩擦力的方向。
分析物体相对静止在传送带上,但它相对于传送带有向下滑动的趋势,物体受到沿斜面向上的摩擦力。
(物体的运动方向也是沿斜面向上的,故物体所受摩擦力方向与物体运动方向相同。
)例2 如图2所示,在水平地面上放置一长木板乙,乙上叠放着另一小木块甲,现分别让长木板与木块以速度v、v水平向右运动,且v>v,试分析甲、乙所受摩擦力的方向。
分析因v>v,故甲相对于乙的运动方向水平向左,故甲受到的滑动摩擦力方向水平向右,与甲的运动方向相同;乙相对于甲的运动方向水平向右,故乙受到的滑动摩擦力方向水平向左,与乙的运动方向相反。
误区二:静止的物体受到的摩擦力肯定是静摩擦力,运动的物体受到的摩擦力肯定是滑动摩擦力走出误区判断摩擦力的方向必须抓住“相对运动(趋势)”中“相对”二字的含义。
“相对”是指产生摩擦力的相互接触的物体之间,而非其他惯性参考系。
只要两物体间存在相对运动的趋势,即使两物体相对地面运动,此两物体间仍可以受静摩擦力作用。
如例1中随传送带一起匀速斜向上运动的物块,受到的就是传送带施加的静摩擦力的作用。
误区三:摩擦力总是阻力,阻碍物体的运动走出误区摩擦力阻碍相对运动或相对运动趋势,并非就一定是阻力。
因为摩擦力的方向可以与物体的运动方向相同也可以相反,所以不论是哪种摩擦力,都可以成为阻力或动力。
当摩擦力的方向与物体的运动方向相同时,摩擦力就作为动力而存在(如例1中的物块、例2中的甲物体),当摩擦力的方向与物体的运动方向相反时,摩擦力就作为阻力而存在(如例1中的传送带、例2中的乙物体)。
关于摩擦力认识的几个误区
关于摩擦力认识的几个误区山东费县第一中学 李键全 273400在谈到摩擦力时,由于受生活中个别现象或已有生活体验的影响,人们思想中老是存在着一些“错觉” ,下面结合一些典型模型作一剖析,以期望我们对摩擦力有比较全面的认识!一、有外力作用时才会有摩擦力产生吗?如图1所示,用水平力F 拉放在地面上的物块,但未拉动,是因为物块受到水平向左的静摩擦力的作用,但以此认为沿接触面的外力是产生摩擦力的前提条件却是片面的、不科学的。
如图2所示,放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物,在传送带加速或减速时,也会受到静摩擦力的作用,其原因并不是货物在水平方向上受除静摩擦力以外的其他外力作用,而是因为货物与传送带间存在相对运动的趋势。
可见,相互接触的物体要产生静摩擦力,物体间必须具有相对运动的趋势,而这种“相对运动的趋势”既可由外力产生,也可以是因为运动状态的改变而产生。
如图3所示,汽车刹车后在水平方向上只受滑动摩擦力作用,汽车是靠自身的惯性相对地面向前滑动,而不是其他外力的作用。
二、摩擦力的方向一定和物体的运动方向相反吗?(即摩擦力一定是阻力吗?)摩擦力尽管阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势,但物体的运动一般是以地面为参照物,因此,摩擦力的方向和物体对地的运动方向之间并无必然的联系,即摩擦力不一定阻碍物体的运动,摩擦力可能是阻力,也可能是动力,也可能既不充当阻力也不充当动力!如图2所示,当货物随传送带一起向右加速运动时,货物相对传送带有向左运动的趋势,所受的静摩擦力向右,与货物的运动方向相同,对货物的运动而言为动力;当货物随传送带一起向右减速运动时,货物相对传送带有向右运动的趋势,所受的静摩擦力向左,与货物的运动方向相反,对货物的运动而言为动力。
当货物与传送带之间有相对滑动时,以上摩擦力就变为滑动摩擦力,也是既可充当动力也可充当阻力的。
又如人在加速跑动时,车辆加速前进时,由于人的脚或车轮(主动轮)与地面接触时相对静止且有向后运动的趋势,故地面给人的脚或车轮一个向前的静摩擦力,这个静摩擦力是使人或车加速前进的动力。
消除对摩擦力错误的认识
消除对摩擦力错误的认识摩擦力是高中物理教学中的重点和难点之一。
在历年的高考试题中以选择.填空.计算题等多种题型反复出现。
经过八年的教学,发现许多同学对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,还存在一些模糊不清、甚至错误的认识。
现根据学生学习中对摩擦力分析时所出现的一些常见的错误,归纳分析如下:1.有外力作用才会有静摩擦力当一个物体受到沿接触面方向的外力作用而没有运动时,物体确实要受到静摩擦力。
例1:如图1所示,用水平力F拉放在地面上的物体,但未拉动,是因为物体受到水平方向静摩擦力的作用。
但以此认为沿接触面的外力是产生静摩擦力的前提条件是片面的。
例2:如图2所示,放置在水平传送带上并与传送带保持相对静止的货物,在传送带加速或减速时,也会受到静摩擦力的作用,其原因并不是在水平方向受到出静摩擦力以外的外力作用,而是因为货物与传送带间存在相对运动趋势,而这种”相对运动趋势”既可有外力产生,也可以是因为运动状态的改变而产生。
2.静止的物体只能受到静摩擦力,运动的物体只能受到滑动摩擦力物体是否受静摩擦力,与物体处于静止还是运动状态没关系,关键是物体相对与其接触的物体静止,相对静止指的是相互摩擦的两个物体之间没有相对位置的变化,可以同时运动,可以同时做各种类型的运动。
其实,生活中很多运动的物体都受到静摩擦力的作用,如一个人端着一杯水走路,杯子受到手的静摩擦力,人走路是受到地面的静摩擦力,例如:在匀速运动的火车上拉一张桌子,没有拉动,此时桌子和车厢地板之间存在静摩擦力,虽然他们都是处在运动状态。
滑动摩擦力一定是发生在两个相对滑动的物体之间,涉及到的两个物体只要有相对滑动即可,所以可能其中有一个物体是相对于参照物而静止的。
例3:在地面上去拉一张桌子,桌子被拉动,则桌子和地面之间存在滑动摩擦力,即地面也受到滑动摩擦力,但地面相对于我们是静止。
如果静止或运动的物体并不是以相互作用的另一个物体作为参考系,而是以地面或者相对地面静止的物体作为参考系,那么静止的物体可能受到静摩擦力,也可能受到滑动摩擦力;运动的物体可能受到滑动摩擦力,也可能受到静摩擦力。
高一物理摩擦力分析中常见的几种误区学法指导
摩擦力分析中常见的几种误区山东司友毓摩擦力是一种非常灵活的力,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,不少同学存在一些错误的认识。
正确理解摩擦力的关键为:首先,应认识运动与相对运动的区别。
其次,判断静摩擦力的方向和大小时,应先分析物体的运动状态,再根据平衡条件或牛顿运动定律求解。
根据同学们学习中对摩擦力分析时出现的一些常见错误,现归类分析如下。
误区一、静止的物体只能受到静摩擦力的作用,运动的物体只能受到滑动摩擦力的作用。
摩擦力发生在相互接触并挤压的两个接触面不光滑的物体之间。
如果两物体之间存在相对运动,则存在相互的滑动摩擦力。
如果两物体相对静止,但存在相对运动趋势,则存在相互的静摩擦力。
“相对运动”是以相互作用的一个物体为参照物,另一个物体相对该物体的位置发生变化。
“运动”是以地面为参考系,物体相对地面的位置发生变化。
因此,静止的物体不仅能受到静摩擦力,也可以受到滑动摩擦力,运动的物体不仅能受到滑动摩擦力,也可以受到静摩擦力。
例1. 如图1所示,A、B两物体叠放在粗糙的斜面上,用力F拉着物体B,使A、B一起无相对运动地向上运动,则两物体所受摩擦力的情况如何?解析:无论A、B两物体是沿斜面匀速上升,还是加速上升,A相对于B总是静止的,且有相对运动的趋势,因此A、B之间总存在着相互的静摩擦力。
B物体与斜面间有相对运动,所以B物体和斜面都受到相互的滑动摩擦力。
误区二、摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反。
滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反,静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反,而不一定与物体的运动方向相反。
“运动”与“相对运动”是两个不同的概念。
例2. 在光滑的水平面上有一静止的长木板,另有一木块C以一定的初速度v滑上木板,且与木板间有摩擦力的存在,如图2所示。
试分析各接触面间摩擦力的情况。
解析:木块C与长木板间的摩擦力为滑动摩擦力,且木块C受到的滑动摩擦力与其运动方向相反,而长木板所受到的滑动摩擦力与其运动方向相同。
对摩擦力问题中几个认识误区的分析
对摩擦力问题中几个认识误区的分析标签:物理教学;摩擦力;误区;分析摩擦力问题是高中物理教学的重点和难点,也是历年高考的热点,对于物体是否受摩擦力、如何判断摩擦力的性质和方向,不少学生存在一些模糊不清甚至错误的认识,正确理解摩擦力的关键在于掌握运动与相对运动的区别,在判断静摩擦力的大小和方向时应先分析物体的运动状态,再根据平衡条件并结合牛顿运动定律来求解,而不应仅凭感觉和经验判断。
现将摩擦力教学中常见的几个认识误区归类分析供大家参考。
误区一:静止物体只受到静摩擦力,运动物体只受滑动摩擦力学生错误地认为物体相对运动或具有相对运动趋势的参考系是地面,实际上摩擦力所指的相对运动或相对运动趋势是以相互作用的另一个物体作为参考系来说的,静止、运动的物体可能受静摩擦力也可能受滑动摩擦力,有时甚至二者兼有。
如图所示。
若A物体在B物体上滑动,而B物体相对地面静止,B相对地面不动但相对A物体运动,B受A物体的摩擦是滑动摩擦力;若A、B一起向右加速运动,A、B相对静止,但相对地面都运动,则A、B间的摩擦是静摩擦力。
误区二:静摩擦力的方向总是与物体的运动方向在同一条直线上学生误认为摩擦力方向总与物体运动方向相反,实际上摩擦力总是阻碍物体的相对运动或相对运动趋势,所以,摩擦力的方向可以与运动方向相反也可以相同,还可能不再同一条直线上。
例如,在绕竖直轴转动的圆盘上,相对于圆盘静止的物体受到的向心力是由圆盘对物体的静摩擦力来提供,而这个静摩擦力与物体的运动方向垂直。
误区三:摩擦力总是阻力。
一定与物体的运动方向相反学生错误地认为摩擦力的作用效果是阻碍物体的相对运动,所以是阻力。
实际上摩擦力的作用效果是。
阻碍物体间的相对运动,摩擦力可以是阻力,也可以是动力。
例如,在问题1中,若A、B都向右加速,但B的速度大于A的速度,A、B间发生了相对运动,这时A受B的摩擦是动力,方向水平向右,与A的运动方向相同。
而B受A的摩擦是阻力,方向水平向左,与B的运动方向相反。