突破“摩擦”難點 提高解題能力

摘 要 摩擦力是教學中一個難點，也是解決力學問題的關鍵。如何在教學中突破這些難點，是提高學生解題能力，學好力學的重要一環。本文針對上述問題進行詳細闡述，為摩擦力的教學提供有益的啟示。

關鍵詞 摩擦力 滑動摩擦力 靜摩擦力

中國分類號：G658.4 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2013）20-0044-02

“摩擦力”一直是物理教學中的一個難點，也是解決有關力學問題的關鍵，如何突破這一難點，如何提高學生分析和解決摩擦力問題的能力呢？在教學中，要想清楚地理解并掌握有關摩擦力的知識，除了要弄清摩擦力的概念外，還要注意通過一些典型事例，使學生逐步加深對摩擦力的理解，幫助學生建立正確的概念。

一、不只是運動的物體才受到滑動摩擦力的作用

滑動摩擦力是產生在相互接觸并有相對滑動的物體間，并不要求兩個物體相對第三個物體一定是運動的，靜止的物體也可能受到滑動摩擦力的作用。如圖1所示：A、B間不光滑，當B物體向右被拉出時，A物體相對與地面是靜止的，A相對于相對B向左滑動，它受到B對它向右的滑動摩擦力f。由此可見，靜止的物體，也可能受到滑動摩擦力的作用。

二、不只是靜止的物體才受到靜摩擦力的作用

靜摩擦力是產生在相互接觸并有相對運動趨勢的物體之間，并不要求兩個物體一定是靜止的，運動的物體也可能受到靜摩擦力的作用。例如圖2中，物體在傳送帶摩擦力f的作用下，靜止在傳送帶上被傳送帶運往高處。物體相對于傳送帶并沒有滑動，被傳物體所受摩擦力即為靜摩擦力，但它相對于地面卻是運動的。

三、摩擦力不一定是阻力

摩擦力是阻礙物體相對運動或相對運動的趨勢的力，但并不一定阻礙物體的運動。如圖2中傳送帶上物體所受摩擦力f是使物體向上運動的動力而不是阻力。又比如圖3所示情形中，當B物體被拉著向右做加速運動時，A、B之間產生相對運動或有相對運動的趨勢，于是在A、B的接觸面間會產生摩擦力的作用，A給B的摩擦力向左，是阻礙B物體運動的阻力，而A物體受到的向右的摩擦力f是物體A跟隨B向右做加速運動的動力而并非阻力。

四、摩擦力方向的判定

摩擦力的方向與接觸面相切，總跟相對運動或相對運動趨勢方向相反，并非總跟運動方向相反。

如圖4中，A相對于B向右滑動，A所受摩擦力方向向左，摩擦力阻礙A相對于B的滑動；而B相對于A向左滑動，B所受滑動摩擦力向右，也是阻礙B相對于A的運動，但B相對于地面向右的運動來說，這一摩擦力卻是動力。可見，滑動摩擦力的方向可能和物體運動方向相反，充當阻力，也可能和物體的運動方向相同，充當動力。

靜摩擦力的方向需要由相對運動的趨勢的方向來決定，而相對運動的趨勢的方向不易確定，學生常常感覺很困惑，可讓學生用以下方法來判定：

（1）可以假設接觸面是光滑的，判斷物體將向哪個方向滑動，來確定相對運動趨勢的方向，進而判斷靜摩擦力的方向。

如圖5，物體A靜止在斜面B上，要判斷A所受摩擦力方向，可以假設斜面光滑，物體將沿斜面下滑，則物體靜止在斜面上時有相對斜面下滑的趨勢，所以A所受的靜摩擦力f的方向沿斜面向上。

（2）根據物體運動狀態判斷靜摩擦力的方向

如圖6所示，在拉力F作用下，A、B一起在水平地面上做勻速運動。對A來說，它在水平方向受到向右的拉力F而處于平衡狀態，根據平衡條件可知，A必然受到沿A、B接觸面向左的靜摩擦力fA作用。由于物體B相對地面向右滑動，所以B在地面上受到向左的滑動摩擦力fB作用，根據平衡條件可知在A、B接觸面上，B一定受到向右的靜摩擦力fB'作用。

五、摩擦力大小的確定

靜摩擦力的大小會隨著引起相對運動趨勢的外力的增大而增大，但靜摩擦力必小于或等于最大靜摩擦力，在0～Fm的范圍內變化，靜摩擦力的大小根據二力平衡條件確定，它的大小總是與引起相對運動趨勢的其它外力的合力相等；當其它外力的合力超過最大靜摩擦力時，靜摩擦力變成滑動摩擦力，其大小由用公式f=€%eFN來計算。

以上問題是學生在學習摩擦力時容易模糊，產生混淆，出現錯誤較多的地方，但只要教師在教學中注意引導，通過典型事例進行分析對比，進行深入淺出的啟發式講解，不僅可以突破難點，還可以幫助學生提高分析問題和解決問題的能力。

（責任編輯 劉 馨）