覃超相

【摘要】學(xué)生最難理解和掌握的是摩擦力；摩擦力就是一個(gè)普普通通的力，可以與物體運(yùn)動(dòng)方向相同或相反即可充當(dāng)動(dòng)力和阻力，并可存在靜止和運(yùn)動(dòng)的物體中。

【關(guān)鍵詞】特有的物理名詞分析 ； 相對(duì)運(yùn)動(dòng) ； 相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì) ； 兩本書(shū)A、B ； 掃把 ； f滑=？滋N(yùn)。

【中圖分類號(hào)】O313.5 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2017）08-0208-02

高中幾種力中，學(xué)生最難理解和掌握的是摩擦力，教師在傳授時(shí)也是事倍功半。因?yàn)榇蠖鄶?shù)學(xué)生都是從語(yǔ)文角度，經(jīng)驗(yàn)常識(shí)去看待摩擦力，并不能深入認(rèn)識(shí)摩擦力產(chǎn)生的原因，也不能理解相對(duì)運(yùn)動(dòng)的含義。且高中必修一課本里面對(duì)摩擦力的解釋也太過(guò)于抽象、太過(guò)于書(shū)面化，很多教師也是按部就班照搬課本的順序去講授。這樣就讓剛剛進(jìn)入高中的學(xué)生難以看懂、聽(tīng)懂，更談不上理解、記憶、應(yīng)用了。從而也會(huì)讓剛進(jìn)入高中的學(xué)生覺(jué)得物理太抽象，太難以理解，甚至產(chǎn)生怕學(xué)物理的不良思想。為此為了讓學(xué)生更好地掌握、理解摩擦力，教師在傳授時(shí)更得心應(yīng)手，下面就摩擦力的學(xué)習(xí)、傳授進(jìn)行幾方面的分析。

一、特有的物理名詞分析。

首先要理解相對(duì)運(yùn)動(dòng)：在生活和教學(xué)中通常所說(shuō)的運(yùn)動(dòng)是默認(rèn)選地球作為參考系（就是相對(duì)地球），且在描述物體運(yùn)動(dòng)時(shí)也不用再加上一句話：“選地球作為參考系?！钡俏覀冎绤⒖际侨我膺x取的，所以選不同的參考系其運(yùn)動(dòng)情況可能不同，也就是說(shuō)相對(duì)物體不同其運(yùn)動(dòng)情況也可能不同。教師在上課時(shí)可以就近取材，分析疊在課桌邊緣上的兩本書(shū)A、B如圖1，突然用外力F將下面的B抽出。我們可以看出B會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，A也會(huì)向右運(yùn)動(dòng)，但是從位移大小分析可得出：

B前進(jìn)的速度比A快如圖2所示。按照默認(rèn)選地球?yàn)閰⒖枷档牧?xí)慣，我們就說(shuō)A、B都向右運(yùn)動(dòng)了，但是如果A相對(duì)B而言，由于A比B在同方向運(yùn)動(dòng)得慢，那么A就是向左運(yùn)動(dòng)的了。所以加入相對(duì)運(yùn)動(dòng)之后，物體的運(yùn)動(dòng)情況就可能發(fā)生變化了。為什么在學(xué)習(xí)摩擦力時(shí)要加入相對(duì)運(yùn)動(dòng)呢？因?yàn)槟Σ亮κ墙佑|力，其方向是相對(duì)其直接接觸的物體而言，而不一定直接與地球接觸，就是說(shuō)物體的運(yùn)動(dòng)不一定是相對(duì)地球而言。如圖1中，A是與B接觸，沒(méi)有與地球直接接觸，A受到的摩擦力也只能是B對(duì)A，而不可能是地球?qū)的。

其次要理解相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)：相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)就是物體相對(duì)另一物體將要運(yùn)動(dòng)的方向。相對(duì)運(yùn)動(dòng)在上面已作出解釋，教師上課時(shí)可用一掃把演示運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的現(xiàn)象，如圖3將掃把倒過(guò)來(lái)靠在墻壁上，由于重力作用掃把相對(duì)墻壁有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，可以從掃條向下彎表達(dá)出掃把將要運(yùn)動(dòng)的方向。當(dāng)用外力將掃把靠著墻壁向上推時(shí)，如圖4掃把相對(duì)墻壁有向上運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，可以從掃條向上彎來(lái)表達(dá)掃把將要運(yùn)動(dòng)的方向。通過(guò)這兩個(gè)簡(jiǎn)單的例子，學(xué)生在理解相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)時(shí)就有一定的幫助了。

二、正文學(xué)習(xí)分析。

理解了相對(duì)運(yùn)動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)之后，下面就分析摩擦力的定義、條件、特點(diǎn)。我們可以在課本的基礎(chǔ)上，用自己的思維語(yǔ)言去得出比較容易記的定義。

1.摩擦力的定義：

阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力；其中阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的叫滑動(dòng)摩擦力，如圖5中放在粗糙水平面的物體在外力作用下向右運(yùn)動(dòng)，物體相對(duì)水平面向右運(yùn)動(dòng)，所以受到一個(gè)向左的滑動(dòng)摩擦力。而阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫靜摩擦力，如圖6放在粗糙水平面的物體在外力作用下仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，物體相對(duì)水平面有向右運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以會(huì)受到一個(gè)向左的靜摩擦力。

2.摩擦力產(chǎn)生的條件：

由圖5、6可知，要存在摩擦力，物體間一定要相互接觸，接觸面間一定是粗糙（即不光滑），且一定要相互擠壓，同時(shí)也有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，這四個(gè)條件是缺一不可的。

3.摩擦力的大?。?/p>

①滑動(dòng)摩擦力：f滑=？滋N(yùn)，？滋為動(dòng)摩擦因數(shù)，沒(méi)有單位且只與接觸面的粗糙程度有關(guān)；N為物體與接觸面間的正壓力。

②靜摩擦力：一般由二力平衡來(lái)求，而最大靜摩擦力fmax一般計(jì)算中認(rèn)為與f滑相等，但實(shí)際上f滑略小于fmax。

4.摩擦力的方向：

由圖5、6可知摩擦力的方向是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，但不是與運(yùn)動(dòng)方向相反。為什么不是與運(yùn)動(dòng)方向相反呢？我們?cè)賮?lái)分析圖2中書(shū)A、B的受到的摩擦力，由圖2可知，A是向右運(yùn)動(dòng)的，但是受到B對(duì)其的摩擦力是向右的；而B(niǎo)向右運(yùn)動(dòng)，受到A和課桌對(duì)其的摩擦力是向左的。但從相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)說(shuō)，A相對(duì)B向左運(yùn)動(dòng)，因而A受到B對(duì)其向右的摩擦力，摩擦力的方向剛好與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反；B相對(duì)A和課桌是向右運(yùn)動(dòng)，因而受到A和課桌對(duì)其向左的摩擦力，摩擦力的方向剛好與其相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反。所以說(shuō)摩擦力的方向是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，而不是與運(yùn)動(dòng)方向相反。

靜摩擦力的方向也一樣，不是與運(yùn)動(dòng)方向相反，是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。如圖7人向上爬桿時(shí)，由于受到一個(gè)豎直向下的重力作用會(huì)有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)豎直向上的靜摩擦力充當(dāng)向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。從而可知，這個(gè)靜摩擦力并不是與運(yùn)動(dòng)方向相反，是與相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反。

5.摩擦力的特點(diǎn)：

摩擦力就是一個(gè)普普通通的力，可以與物體運(yùn)動(dòng)方向相同或相反（從圖2中對(duì)A、B受到摩擦力與其運(yùn)動(dòng)方向可得出）；即可充當(dāng)動(dòng)力和阻力。并可存在靜止和運(yùn)動(dòng)的物體中（從圖2中課桌對(duì)B有摩擦力，由力的相互作用，那么靜止的課桌也會(huì)受到B對(duì)其的摩擦力，從而得出靜止的物體也可以存在摩擦力）。

三、知識(shí)鞏固應(yīng)用。

1.摩擦力產(chǎn)生條件的分析。

（1）練習(xí)：關(guān)于摩擦力的有無(wú)下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.相互壓緊的粗糙物體間總有摩擦力的作用

B.相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間總有摩擦力的作用

C.只有相互壓緊和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體間才有摩擦力的作用

D.只有相互壓緊和發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的不光滑的物體間才有摩擦力的作用endprint

分析：由摩擦力產(chǎn)生的的四個(gè)條件：相互接觸，相互擠壓，接觸面粗糙，有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，可以得出A、B、C都是缺條件的，只有D是符合條件的。

（2）提升：如圖8所示，兩粗糙物體A、B疊放在水平桌面上，若以水平力F拉B，而兩物體均保持靜止，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A.A、B間不存在摩擦力作用

B.A、B間有摩擦力作用

C.B與桌面間有靜摩擦力作用

D.B與桌面間沒(méi)有靜摩擦力作用

分析：A、B物體間有相互接觸、相互擠壓、接觸面也粗糙，但是有無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)就難以看出來(lái)。在這種情況下可以用二力平衡來(lái)分析，假設(shè)A、B之間有摩擦力，則A在水平方向會(huì)多出一個(gè)摩擦力， f 但這個(gè)摩擦力沒(méi)有另一個(gè)水平力與之平衡，那么A就會(huì)運(yùn)動(dòng)，這樣就與題目中保持靜止矛盾，從而得出A、B之間是不存摩擦力。相同原理，由于B有一個(gè)水平向右的外力，要保持B靜止，則在B的左邊要有一個(gè)摩擦力來(lái)與之平衡，f F由于A、B間無(wú)摩擦力，則這個(gè)摩擦力只能是桌面對(duì)B的。所以本題正確的答案是A和C。

2.摩擦力大小的分析。

練習(xí)：如圖9所示，重力為40N的物體與水平面間的動(dòng)摩擦因素，？滋=0.1，物體向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)物體受到大小為10N、方向向左的水平力F的作用，則物體受摩擦力為（ ）

A.4N，向右

B.4N，向左

C.10N，向右

D.14N，向左

分析：由f滑=？滋N(yùn)，物體的正壓力大小剛好與重力大小相等，所以代入數(shù)據(jù)可以出摩擦力大小為4N，由于物體相對(duì)水平面向右運(yùn)動(dòng)，所以受到不平面對(duì)其的摩擦力向左，所以B是正確。

3.摩擦力的特點(diǎn)分析。

練習(xí)：關(guān)于摩擦力的說(shuō)法下列正確的是（ ）

A.摩擦力就是阻礙物體運(yùn)動(dòng)的力

B.滑動(dòng)摩擦力只能存在于運(yùn)動(dòng)的物體中，同理靜滑動(dòng)也只能存在于靜止的物體中

C.摩擦力一定與運(yùn)動(dòng)方向相反

D.摩擦力可以與運(yùn)動(dòng)方向相同或是相反，也可存在于運(yùn)動(dòng)或是靜止的物體中

分析：只要我們記住了摩擦力的特點(diǎn)：摩擦力就是一個(gè)普普通通的力，可以與物體運(yùn)動(dòng)方向相同或相反即可充當(dāng)動(dòng)力和阻力，并可存在靜止和運(yùn)動(dòng)的物體中。就很容易得出D是正確的。

四、小結(jié)。

只要教師在傳授時(shí)能按照上面的順序去進(jìn)行教學(xué)，相信自己在傳授中能更加游刃有余。同時(shí)學(xué)生在學(xué)習(xí)中，能夠先弄懂了相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，再去認(rèn)識(shí)，學(xué)習(xí)，應(yīng)用摩擦力，并能從生活例子中多舉例去分析，相信學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)輕易而舉去掌握摩擦力了。

這樣高中力學(xué)中最難的力——摩擦力就攻克了。

參考文獻(xiàn)

[1]高中物理課本必修1

[2]高中物理高考考試大綱

[3]高中物理練習(xí)冊(cè)endprint