淺談讓學生掌握摩擦力概念特點的有效方法

阿卜杜熱伊木·如則

摘 要：摩擦力是常見的三種力之一。主要討論了摩擦力概念、分類，摩擦力產生的條件方向的判斷，大小的計算及通過例題分析，分別說明了靜摩擦力與滑動摩擦對物體做正功、做負功、不做功的情況，一對相互作用的靜摩擦力和一對相互作用的滑動摩擦力對系統所做的功的代數和靜摩擦力做功過程中能量的轉化與滑動摩擦力做功過程中的能量轉化等問題。

關鍵詞：摩擦力；接觸；相對運動；滑動摩擦力

為了把這些內容有效地傳遞給學生，讓他們踏踏實實地理解這些方面提出以下看法。

一、教師要做好課前的教學準備

不管是摩擦力概念或者是其他概念，教師的課前準備是成功傳遞一門課程的基礎，所以教師必須對教材有充分的理解和把握。對教材教學深入分析，把握教材的重點和難點，理解教材。不僅要掌握一定的教學方法，還要具有一定的教學經驗、足夠的教學基礎和比較強的調控課堂的能力。每一堂課前，認真備好每一課。

二、明確課程的教學目標，保證全面傳遞所有內容

講解摩擦力概念的過程中，應該深入鉆研教材。以下內容一定要全面傳遞給學生。還有些內容通過利用課外教學材料進行鞏固。

1.摩擦力的定義

兩個相互接觸的物體，當它們發生相對運動或相對運動趨勢時就會接觸面上產生一種阻礙相對運動的力，這種力就叫做摩擦力。

2.摩擦力產生的條件

物體之間產生摩擦力必須具備以下三個條件：（1）相互接觸的物體間有彈性力存在；（2）接觸面必須粗糙；（3）接觸面間有相對運動或相對運動趨勢。以上三個條件中缺少一個，都不會產生摩擦力。

3.摩擦力的分類和解釋

摩擦力通常分為靜摩擦力、滑動摩擦力和滾動摩擦力三種。

（1）靜摩擦力

①方向：跟接觸面相切并且跟物體相對運動趨勢方向相反，如果接觸面是曲面，則摩擦力的方向為該曲面的切線方向，所謂的相對是以施加摩擦力的施力物體為參考系。

②相對運動趨勢方向的判斷：假設接觸面光滑沒有摩擦力，看物體相對運動方向，由此判定相對運動趨勢的方向。

③靜摩擦力的大小：

a.最大靜摩擦力：靜摩擦力存在最大值，即使物體由靜止變為運動的最小力，稱為最大靜摩擦力。

b.靜摩擦力的大小不是一個定值，靜摩擦力隨實際情況而變，大小可以是零和最大靜摩擦力之間的任一數值，可以說靜摩擦力的大小是可以改變的；比如：人推木箱，推力不大時木箱不動，木箱所受到的靜摩擦力Fs一定等于人的推力F，當人的推力達到一定程度時木箱就要被推動了，這說明靜摩擦力有一定限度，這個限度就是上面所說的最大靜摩擦力。

（2）滑動摩擦力

滑動摩擦力的大小：研究滑動摩擦力大小跟哪些因素有關的實驗：實驗時為什么要用彈簧秤拉木塊做勻速直線運動？

這是因為彈簧秤測出的是拉力大小而不是靜摩擦力大小，當木塊做勻速直線運動時，木板水平方向受拉力和木板對木塊的摩擦力是一對平衡力。根據兩力平衡條件，拉力的大小和摩擦力的大小相等。所以測出了拉力大小也就是測出了摩擦力的大小。接觸面相同時，方向正壓力越大滑動摩擦力越大。摩擦力的大小與物體的表面接觸面積無關。也就是滑動摩擦力和正壓力FN成正比FF=M·FN式中M為滑動摩擦力系數，它與接觸面的材料和表面的狀態（如光滑與否）有關。

滑動摩擦力是阻礙相互接觸物體間相對運動的力，不一定是阻礙力，它也可能是使物體運動的力，要清楚阻礙“相對運動”是以其他物體作為參照物的，如：實驗中在木塊上放一個砝碼，用彈簧秤拉木塊做勻速直線運動時，由于受到木塊對它的靜摩擦力，才隨木塊一道由靜止變為運動的。木塊就給砝碼一個阻礙它向后滑動的摩擦力，這個摩擦力的方向是向前的，所以砝碼相對于木塊沒有滑動，這時的摩擦力就是靜摩擦力。

（3）滾動摩擦力

一物體在另一個物體表面作無滑動的滾動或有滾動的趨勢時，由于兩物體在接觸部分受壓發生形變而產生的對滾動的阻礙作用，叫滾動摩擦。

滾動摩擦實際上是一種阻礙滾動的力矩，一般用力矩來量度，不能叫滾動摩擦力。

討論摩擦力對物體做功時，不但要搞清楚摩擦力的大小和方向，而且要明確物體在摩擦力作用過程中所發生的位移。位移的確定必須事先確定好參照系。由于在功的定義式中，有位移因素存在，而位移與觀測者所在的參照系有關。

（作者單位 新疆維吾爾自治區喀什市疏附縣塔什米里克鄉）