淺析摩擦力學習中的幾個問題

摩擦力是學生進入高中階段后遇到的第三個按性質命名的力。在學習過程中，學生總是存在一些似是而非的認識，在解決涉及摩擦力的問題的過程中經常出現錯誤。我們在教學過程中必須針對他們容易出錯的幾個方面作特別強調。下面就這幾個方面談一談我的看法。

一、摩擦力的產生條件

學生往往能熟練背誦摩擦力的產生條件，但忽視對條件的理解。只有我們將此講清楚，才能幫學生掌握摩擦力的概念。

摩擦力產生的條件是:(1)物體相互接觸并擠壓發生彈性形變，即物體間存在彈力;(2)接觸面粗糙;(3)物體間有相對運動或相對運動趨勢。這幾個條件緊密相連，缺一不可。顯然，物體間不滿足條件(1)、(2)、(3)中的任意一條，是肯定不會產生摩擦力的。例如:一塊磚緊靠在豎直墻壁上，放手后讓其沿墻壁下滑。這里雖然滿足了(2)和(3)，但由于不具備條件(1)，即兩物間無彈力存在，因此磚不可能受摩擦力作用。又如，靜止在粗糙水平面上只受重力和支持力的物體，它滿足了(1)和(2)但缺少條件(3)，當然也就不存在摩擦力了。

二、區分靜摩擦力和動摩擦力

判斷物體受到的是哪種摩擦力，學生常常認為，物體處于運動狀態時受到的一定是滑動摩擦力，而物體處于靜止狀態時受到的一定是靜摩擦力。這種觀點是錯誤的。我們在講解知識點時，應強調“相對”二字。“相對”，是相對于施加摩擦力的物體而言的。如果物體相對于施加摩擦力的物體而言是靜止的，可能受到靜摩擦力;如果物體相對于施加摩擦力的物體而言是運動的，可能受到滑動摩擦力。

例1.如圖1，傾斜放置的傳送帶勻速傳送貨物A，A與傳送帶相對靜止，在傳送帶向上傳送或向下傳送時，A所受到的是?搖?搖 ?搖摩擦力(填“靜”或“滑動”)。

解析:物體隨傳送帶勻速運動，但它相對于施加摩擦力的物體——傳送帶是靜止的，所以A所受摩擦力為靜摩擦力。填“靜”。

例2.如圖2，均勻桿長1m，上端裝有轉軸O，下端P擱在水平木板上，已知桿與木板間的動摩擦因素為0.4，木板與地面間的摩擦力可不計，桿與豎直方向的夾角θ=37°，當木板受4N的水平拉力F作用時，勻速向右運動，試求木板對P點的摩擦力和支持力，以及這些力對軸O的力矩。

解析:木板對P點的摩擦力是滑動摩擦力，先對木板受力分析，可求出f，然后由N=f/μ，可得N(過程略)。

這一知識點的教學需要我們認真地將靜摩擦力和滑動摩擦力加以區別，并在此基礎上強調靜摩擦力大小的求解要注意與接觸面相平行的方向上的外力的作用;滑動摩擦力用公式求解時，要注意與接觸面相垂直的方向上的外力的作用，并且要求學生在解題時首先通過比較與接觸面相平行的方向上的外力跟最大靜摩擦力的大小關系，做好區分工作。

三、摩擦力可以作阻力，也可以作動力

摩擦力總是與物體的相對運動或相對運動的趨勢方向相反，其作用效果總是阻礙物體的相對運動。因此，有的學生會認為摩擦力只能是阻礙物體運動的力，即阻力，而不可能成為使運動狀態改變的動力的觀點是錯誤的。我通過下面一個例子加以說明。

例3.如圖3，A、B兩物疊放在粗糙的水平面上，用水平力拉A，使A、B一起向右運動，則A、B間存在摩擦力。A受到的摩擦力水平向左，是阻力;B受到的f和f兩個摩擦力，其中f是動力，f是阻力。

四、摩擦力與正壓力的關系

兩個不光澤的物體之間的摩擦力是接觸力。但兩個表面粗糙的物體僅僅接觸，而接觸面沒有因擠壓發生彈性形變，亦即不存在正壓力，物體間仍不能產生摩擦力。在講解過程中，當我們強調有彈力才可能有摩擦力時，學生常常會認為摩擦力與正壓力的關系就是正比例關系，不論什么題設條件，總習慣于用f=μN這個公式去計算。因此，我們應強調這個公式的適用范圍——計算滑動摩擦力。

例4.如圖4，水平力F把一個物體緊壓在豎直的墻壁上靜止不動，現將F增大為2F，則物體受到的摩擦力( )。

A.變大 B.變小 C.不變 D.無法判斷

解析:力F將物體緊壓在豎直的墻上，物體相對墻壁是靜止的，所以物體受到的是靜摩擦力，且有物體所受的重力和靜摩擦力是一對平衡力，可寫:f=G。當力變為2F時，物體受的仍是靜摩擦力，重力和靜摩擦力還是一對平衡力，仍然得f=G。所以不變，選“C”。

本題如果用f=μN代入解得的結果將是變大，得出錯誤結論。

以上只是對摩擦力問題略作分析，這些問題確實是學生在初學時常見的。教師如果有意識地從正面、反面或側面揭示病狀、分析原因，必能進一步優化學生的思維品質，使學生真正掌握摩擦力的知識，提高解決這類問題的效率和正確率。