對于摩擦力這一知識點,學(xué)生雖然初中接觸過,但在高中仍然是一個難點,是進入高中后學(xué)習(xí)物理的第一個“攔路虎”。學(xué)生普遍感到摩擦力這個知識難學(xué),對一些相關(guān)問題感到無所適從、無處下手,也是考試中的重大失分區(qū)。然而摩擦力在力學(xué)中又占有著相當(dāng)重要的地位。那么如何學(xué)好摩擦力呢?我根據(jù)多年的教學(xué)體驗,加上對學(xué)生學(xué)習(xí)這一知識點后的困惑的走訪,認(rèn)為有關(guān)摩擦力的知識從以下幾個方面著手會輕松一些。
一、弄清定義
首先要弄清摩擦力的定義并理解它,這是學(xué)習(xí)任何一個知識點所必需的。教材上是這樣定義的:兩個互相接觸的物體,當(dāng)它們發(fā)生相對運動或有相對運動趨勢時,在兩物體的接觸面之間有阻礙它們相對運動的作用力,這個力叫摩擦力。教師可以讓大家通過手在桌子上滑動來先感受一下。
二、深刻理解摩擦力產(chǎn)生的條件
關(guān)于摩擦力的產(chǎn)生條件教師一定要帶領(lǐng)大家深刻理解,因為在以后的學(xué)習(xí)中學(xué)生容易忘記物體受摩擦力或多出摩擦力,準(zhǔn)確的受力分析很重要。
物體之間產(chǎn)生摩擦力必須具備以下四個條件:
1.兩物體相互接觸。
2.兩物體相互擠壓,發(fā)生形變,有彈力。
3.兩物體發(fā)生相對運動或相對運動趨勢。
4.兩物體間接觸面粗糙。
這四個條件缺一不可。但是有一點要特別注意:有彈力的地方不一定有摩擦力,但有摩擦力的地方一定有彈力。
三、會正確判斷摩擦力的方向
教材上有關(guān)摩擦力的方向是這樣闡述的:摩擦力方向與接觸面相切,且與相對運動方向或與相對運動趨勢方向相反。這一句話學(xué)生容易記住,但通常不能準(zhǔn)確理解。
我們不能簡單地把摩擦力方向理解為一定與運動方向相反,“摩擦力總是阻礙物體的相對運動或相對運動趨勢”。可是大多數(shù)學(xué)生去處理實際題目時仍然感到十分困難,我們首先要分清是相對哪個面,其次要用運動學(xué)的知識來正確判斷相對運動或相對運動趨勢的方向。這里面對于摩擦力的方向介紹一些常用判斷方法。
1.巧用“體態(tài)語言”法
教師可以在講授這一知識點時做這樣一個演示:夸張地做出將腳“后蹬”和“前踹”的動作,以便在學(xué)生的頭腦中建立起相對地面有運動趨勢方向的具體情境。因為只有清晰地認(rèn)識到了這一情境,學(xué)生在分析思考問題時才能有最原始的素材,才能容易解決這個問題。
2.利用“實物比擬”法
教師可取一把長毛刷子,把它放在粗糙的水平面上,先用手握住刷柄,施加一個水平的推力但不能真正推動,引導(dǎo)大家注意觀察刷毛的變化情況。這時大家可以看到:刷子的上半部分,由于受到推力的作用,刷毛向前傾斜了,也就是說,刷子的上半部分向前運動了,而下半部分,由于受到水平面的靜摩擦力作用,刷毛幾乎仍停在原處。也就是說,刷毛相對水平面未發(fā)生運動。這個例子直觀地表現(xiàn)出了“相對運動趨勢”這一情況,可幫助學(xué)生理解該部分知識。
四、能計算摩擦力的大小
教學(xué)大綱要求我們高中階段重點學(xué)習(xí)靜摩擦力和滑動摩擦力,那么它們的大小該怎么解決呢?
1.滑動摩擦力
公式:f=μN,其中N是壓力,在水平地面的時候N=mg,μ是滑動摩擦因數(shù),與材料有關(guān)。如果物體做勻速直線運動,摩擦力等于牽引力。
2.靜摩擦力
①最大靜摩擦力:靜摩擦力存在最大值,即使物體由靜止變?yōu)檫\動所需要的最小的力,稱為最大靜摩擦力。它略大于使物體剛要運動所需要的最小外力(滑動摩擦力)。
②靜摩擦力的大小不是一個定值,而是隨物體所受的外力變化而變,大小可以是在零和最大靜摩擦力之間的任一值,即0
關(guān)于摩擦力的大小,我們都已學(xué)習(xí)過靜摩擦力的大小不是一個定值,而是隨實際情況而變,那關(guān)鍵是如何正確地進行受力分析、如何利用力的平衡知識來解決呢。靜摩擦力是很常見的,例如:當(dāng)人用力F推物體時,如果物體靜止不動,由力的平衡條件知物體所受靜摩擦力大小等于F,若用力2F推物體而仍沒有推動,此時靜摩擦力大小等于2F。當(dāng)人的水平推力增大到某一值Fmax時,物體就要開始滑動了,此時靜摩擦力是最大值,所以靜摩擦力的取值范圍是0
對于摩擦力的利用與防止這一部分內(nèi)容,由于比較貼近生活,生活中的例子太多了,幾乎所有的學(xué)生都可以輕松地理解,教師只要列舉生活中的一些例子讓大家討論,然后總結(jié)一下就行了。只要學(xué)生能多觀察,多思考,完全可以掌握,這里不再贅述。
以上所闡述的這些都是有關(guān)學(xué)習(xí)的智力因素方面,有些非智力因素也應(yīng)引起學(xué)生足夠的重視。比如多問師長。經(jīng)過前面的學(xué)習(xí),好像摩擦力學(xué)得可以了,其實這是錯誤的想法,因為在學(xué)習(xí)的過程中我們經(jīng)常會有自以為是的時候,切記“沒有一本書是圣經(jīng)”。我們在學(xué)習(xí)每一個知識點后都必須保持一份質(zhì)疑的警覺,“有可能是自己的理解有偏差”,所以通過和師長的討論可能可以防止這一類的錯誤的發(fā)生,再加上師長的建議,可以得到更多的相關(guān)信息,從而更加準(zhǔn)確地掌握。
再比如多和同學(xué)討論,所謂“教學(xué)相長”就是這個道理。學(xué)生在一起討論問題時往往能夠發(fā)現(xiàn)問題的癥結(jié),在幫助別人解答問題時,也能夠切實地了解自己是否真的理解透徹了。一個題目從自己做出來到能夠順利地講解給別的同學(xué)聽那是質(zhì)的飛躍,同時也可以順便鍛煉一下自己的語言表達(dá)能力。
還有一點需要注意的是:學(xué)生在學(xué)習(xí)完一節(jié)新課后絕不可能達(dá)到完全掌握、理解得詳細(xì)周全的程度,學(xué)生不能滿足于“今天我上完課了,做完作業(yè)了,完成學(xué)習(xí)任務(wù)了”,而是應(yīng)該常常反思自己在學(xué)習(xí)過程中的所得、所失、所感,這樣才能不斷創(chuàng)新,不斷地完善自己、提高自己。學(xué)生要堅持作總結(jié)整理。由于物理課可能并不是每天都有,片段的學(xué)習(xí),很難有連貫的思考。學(xué)生在學(xué)完一個章節(jié)之后應(yīng)合上書本,在自己的腦海里像回放電影一樣再整理一遍,然后翻開書本再對照看看是否有遺漏,遺漏部分通常就是最容易忘記的地方。學(xué)完一大段之后自己再整理一下,并且要常常這樣做,樂此不疲。
當(dāng)然,教師在教學(xué)中也要不斷滲透一些關(guān)于科學(xué)學(xué)習(xí)方法方面的教育,這對培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣,更好地掌握物理定律和理論,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和良好素質(zhì)有著非常重要的作用,也是全面落實課程的三維目標(biāo)的一個重要手段。
參考文獻(xiàn):
[1]物理教與學(xué)整體設(shè)計.寧夏人民教育出版社,2007.
[2]高中物理講練測.吉林教育出版社,2006.
[3]高中物理第二教材.延邊大學(xué)出版社,2008.
[4]高中物理教學(xué)與測試.蘇州大學(xué)出版社,2006.
[5]物理.人民教育出版社,2008.