摩擦力問題的解法剖析

〔關鍵詞〕 高中物理;相對運

動;摩擦力

〔中圖分類號〕 G633.7

〔文獻標識碼〕 A

〔文章編號〕 1004—0463

(2010)08(A)—0052—01

一、利用滑動摩擦力的概念解題

1. 弄清運動與相對運動的根本區別是參照物的不同。物理學在描述物體的運動狀態時，如果沒有明確說明，那么參照物一般都是地球，在研究相對運動時，所選擇的參照物就不一定是地球了。

2. 明確運動方向與相對運動方向具有多樣性。在描述物體的相對運動時，所選參照物有時是靜止的，有時是運動的，這就導致了運動方向與相對運動方向關系的多樣性。常見的有兩種情況:一是運動方向與相對運動方向相同;二是運動與相對運動方向相反。下面舉例予以說明。

如圖1所示， 木板在外力作用下以速度V勻速向右運動，木板上有一小物塊以速度Vo(Vo>V)也向右運動，經一段時間后位置關系如圖2所示(設物塊速度V1仍大于V)。上述過程中有四種過程，一是木板由支持面上的A點到B點的過程;二是小物塊隨木板由A點到F點的過程;三是小物塊由木板上的C點到D點的過程;四是假設小物塊不動時，木板與小物塊的接觸點由C變為D的過程。這四種過程的意義是不同的，前兩種就是我們通常所說的運動，后兩種是通常所說的相對運動。顯然，木板和小物塊的運動方向是向右的，由木板與小物塊的位置關系看，小物塊相對木板的運動方向向右，物塊運動方向與相對運動方向相同，木板相對小物塊的運動方向向左，木板運動方向與相對運動方向相反。從平時課堂教學反饋的信息看，很多學生在理解滑動摩擦力的概念時，容易忽視運動方向與相對運動方向的多樣性，從而造成概念理解上的錯誤。所以，課堂教學中教師要多引導學生區分運動與相對運動的區別和聯系，幫助學生走出滑動摩擦力概念理解上的誤區。

3. 要強化滑動摩擦力概念中關于運動本質的理解。滑動摩擦力的概念中描述了一種運動現象，這一運動現象中的參照物就是“另一物體”，顯然，“一個物體”的運動是相對運動，這就是滑動摩擦力概念中運動的本質。

二、分步實現滑動摩擦力的教學目標

期望學生通過一兩節課或一兩章節的學習，解決好有關滑動摩擦力作用下的所有物理問題，這是不現實的。教師要制訂實現滑動摩擦力教學目標的整體規劃，結合教材內容把目標劃分為幾塊，分段落實，以分散難點，減輕學生負擔，提高課堂教學效率。具體來說可分四步:第一步，在進行力的概念教學時重點抓好滑動摩擦力的概念和產生條件的理解，會分析滑動摩擦力的方向，并能熟練應用f=μN這一關系計算滑動摩擦力的大小。第二步，在進行直組運動和牛頓運動定律教學時，重點讓學生學會用牛頓運動定律分析滑動摩擦力方向和求滑動摩擦力大小的方法。第三步，在進行機械能教學時，讓學生懂得滑動摩擦力可以做正功也可以做負功，理解物體克服摩擦力所做的功就等于產生的熱。第四步，在進行動量與能量的教學時，重點讓學生懂得滑動摩擦力對系統總是做負功，系統克服滑動摩擦力做功產生的熱等于系統損失的機械能。

三、確定滑動摩擦力方向的基本思路

滑動摩擦力方向的確定是學生最容易出錯誤的一個問題，幫助學生理清解決這一問題的思路和方法，是解答滑動摩擦力相關問題的關鍵一步。結合前文圖1與圖2所述物理過程，確定滑動摩擦力方向的基本思路可歸納如下:

1. 確定研究對象。也就是明白要分析哪個物體受滑動摩擦力。

2. 確定參照物。在分析滑動摩擦力方向時，究竟選哪個物體作為參照物?顯然是要以滑動摩擦力的施力物體作為參照物。

3. 根據研究對象和參照物的位置變化情況確定相對運動方向。

4. 根據滑動摩擦力總是阻礙物體相對運動的特性，確定滑動摩擦力的方向。