摩擦力概念复习教学中的四个问题

江长军

（安徽省萧县中学，45676126@）

摘  要：摩擦力的概念历来都是高中物理教学的难点，本文关于摩擦力概念复习教学中，讲清楚了关键的四个问题，摩擦力的产生原因、大小、方向和有无的判断，为以后的学习奠定了基础。

关键词：摩擦力  四个问题  产生原因   大小 方向   有无判断

引  言

 物理概念是一类自然界客体和物理现象及物理过程的共同性质和本质特征在人脑中的反映，是对物理现象和物理过程抽象化和概括化的思维形式。物理概念是物理基础知识的重要组成部分，是构成物理定律、物理公式和其他物理理论的基础。在物理学习中，学生能否形成清晰而准确的物理概念，能否真正理解物理概念，将直接影响学习对物理知识的学习，认知和发展思维能力。

摩擦力是力学中的三大性质力之一，正确认识摩擦力对后面知识的学习有着至关重要的作用。与其他知识点的教学过程有重大区别的是：高中阶段摩擦力的教学是个循序渐进的过程，更是一个知识升华的过程，一个能力提高的过程。学生在这个过程中通过摩擦力知识的学习，能充分感受到自然知识的魅力。

我们在教学过程中要充分把握这一难点，并且不断对这一知识进行更新和升华。值得注意的是，我们在教学过程中不能操之过急而试图将摩擦力的教学一步到位，忽视了学生对摩擦力的认识必须经历的过程。在教学中建立摩擦力的基本概念时，教师仅仅讲到摩擦力的定义、方向、滑动摩擦力的计算还不行，必须对其他东西进行更深的讨论，尤其是在滑动摩擦力方向上的相对性等问题，宜在习题课后面进行教学，不易靠前，否则对学生不利。

从认知的过程看，我们在对摩擦力这一知识进行教学的过程中，我认为应该充分考虑学生的实际情况以及认知过程，合理安排教学流程，辅以多媒体教学，创设课堂情境，设计高效问题模式，进行互动式教学，充分发挥学生的主观能动性。为此，我采用了如下教学流程：由于是复习课，抓精髓，提重点，突破难点很有必要。我主要从以下四个问题谈起：

一、摩擦力的产生原因

两个相互接触的物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。可见摩擦力产生的原因是阻碍物体间的相对运动或相对运动趋势，不一定是阻碍物体的运动，是接触力。不管物体是运动的或是静止的都可能受到摩擦力，在教学中，可以出示图片，视频引入，让学生了解常见的几种摩擦力，滑动摩擦力、静摩擦力、滚动摩擦力产生的原因，中学阶段我们主要研究前两种。那么通过分析我们可以总结出摩擦力产生条件是：（1）相互接触（2）接触处发生弹性形变（3）接触面不光滑（4）有相对运动或相对运动的趋势，前两点是前面学习弹力的产生原因，可见，有摩擦力一定有弹力，有弹力不一定有摩擦力！

第一种情况，由于A、B两物体物体都匀速运动，无相对运动和相对运动的趋势，A、B两物体之间无摩擦力。另外可以从A、B两物体处于平衡状态，合力为零，水平方向若受力只有一个摩擦力,显然不能平衡，故A、B两物体之间无摩擦力，地面与B物体之间有摩擦力。而第二种情况下，A、B两物体之间是有摩擦力的，因为A物体加速运动，力是产生加速度的原因，A物体水平方向具有加速度，这个加速度是由B对A的摩擦力提供的，故A、B两物体之间有摩擦力，对B而言所受摩擦力的方向水平向右。

二、摩擦力的方向

摩擦力的方向说起来容易，但是具体分析时却比较困难，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，特别强调的是：不是与物体运动的方向相反，与物体运动方向无关，有时候还可能与物体运动方向相同甚至不在同一直线上。

两个例题很具有代表性，能够把涉及摩擦力方向的问题全部涵盖。希望学生能够及时总结，避免误区。

其实都与木箱相对运动或相对运动趋势的方向相反。  

（2）当汽车减速运动时，木箱相对于车有向前运动的趋势或发生向前滑动，木箱受到向后的摩擦力，摩擦力的方向与木箱运动的方向相反。综上，摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。

例3：如图3所示，一人站在扶梯上，随扶梯斜向上匀速上升和加速上升，人所受摩擦力的情况？

当人沿扶梯斜向上匀速运动时，合力为零，不受摩擦力的作用；当人沿扶梯斜向上加速运动时，人所受摩擦力却是水平方向的，与人运动的方向并不在同一条直线上。

结论：两物体间的摩擦力方向应正确理解为：“与两物体接触面相切，和两物体间相对运动或相对运动趋势方向相反，与物体运动方向无关”。                     

三、摩擦力的大小

摩擦力的大小分两种，一种是静摩擦力，它的大小往往与外力以及物体的运动状态有关，没有固定的公式，介于零到最大静摩擦力之间。而中学阶段处理问题时经常认为滑动摩擦力和最大静摩擦力相等。滑动摩擦力的大小，其中是比例常数，没有单位，叫做动摩擦因数，它的数值跟接触的两个物体材料有关。是正压力，是接触面上的弹力，并不一定是重力。我们的同学往往见到弹力就把它和重力联系在一起，希望要注意。

为此，我准备了以下几个例题，同时让学生自己从滑动摩擦力还是静摩擦力进行分析，然后通过这样几个例子进行总结，善于发现此类问题的解决方法。

分析：这个时候物体所受到的是静摩擦力，它的的大小就和外力F的大小相等，当外力F增大时，只要物体仍然静止在地面上，物体所受摩擦力会随力F的增大而增大。

结论：静摩擦力的大小与外力有关，要根据平衡条件或牛顿第二定律来判断。

分析：由滑动摩擦力的公式，滑动摩擦力的大小与物体的接触面积无关，另外，如果力F变大时，滑动摩擦力的大小也是不变的，说明其大小与外力大小无关，物体速度增大时，滑动摩擦力不变，说明滑动摩擦力的大小与物体的运动状态无关。

结论：滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关，与物体的运动状态，即速度大小和加速度的大小无关。只与正压力和动摩擦因数有关。

四、摩擦力有无的判断

例7：如图7所示，传送带以速度匀速运动，物块以某一速度滑上传送带，试讨论两者之间的摩擦力情况？

分析：传送带类问题是高考的热点，也是难点，分析物体与传送带之间的摩擦力尤为重要，在这里我们仍然要从摩擦力的产生原因看，有了弹力、接触面不光滑，那最后就要看有没有相对运动或相对运动的趋势，所以我们分以下三种情况讨论：

（1）若=，物体和传送带保持相对静止，物体不受摩擦力的作用。

（2）若＞，物块相对传送带向右运动，所受摩擦力的方向为水平向左。

（3）＜，物块相对传送带向左运动，所受摩擦力水平向右。

教学实践表明，对摩擦力的认识不可能要求学生一步到位，尤其是静摩擦力，我们只能按照循序渐进的原则组织教学，抓住知识要点、难点，结合训练反复渗透，才能使学生逐步全面、正确地认识、理解、掌握摩擦力，从而达到有效的教学效果。

以上是我对摩擦力的概念复习教学的想法，最近几年安徽高考题都会单独出一题关于受力分析的题目，但这些受力分析的题目一般都不是静止的受力分析，往往含有摩擦力、重力、弹力，还会用于提供向心力，并且是创设物理情景，给出物体的运动状态，让我们进行分析，抓住主干，构建物理模型，利用所学知识快速解题。

总之，要教好物理，首先要在理解物理概念上下功夫，帮助学生理解每个物理概念的内涵和外延，从而达到提高学生思维的目的。希望通过这篇文章能够给大家一些帮助。

参考文献

著作类

[1]张大昌等：《物理》必修一，人民教育出版社2010年版，第57--60页。

[2]人教社教材中心：《物理1教师用书》，人民教育出版社2010年版，第85—89页。

文章类

[3]王玉梅：《谈物理教学中的四大疑点》，《文理导航》2011年第4期。

[4]徐兆龙：《物理概念建立的七步骤》，《物理教学探讨》2007年（2）第5—6页