高中生物理摩擦力做功的常見問題分析

馮子良

【摘要】時代的發展伴隨著社會不斷的變遷，也伴隨著各行業的不斷發展。教育行業作為基礎行業，其發展也會影響人才的素質與能力。特別是對于高中時期來說，屬于義務教育向高等教育的關鍵過渡期，研究高中物理課程中一些主要教學內容，高中物理課程中關于摩擦力做功的知識是一個重難點，我們高中生學習的時候常常會覺得非常棘手，做題也是錯誤頻出。因而，研究高中物理摩擦力做功的常見問題也是十分必要的。

【關鍵詞】高中物理；摩擦力做功；常見問題

0引言

對于我們高中生來說，摩擦力往往是物理力學教學存在的主要問題，而對于日常生活而言，物體運動往往需要借助摩擦力。而對于高中學生來說，在解題過程中往往會忽視摩擦力的作用和影響，這也導致解題陷入到相應的解題誤區。因而需要我們自主探尋相應題型條件下，摩擦力是否存在以及摩擦力做功的情況。而就此，筆者將通過本文，就高中物理摩擦力做功的常見問題方面入手，將進行具體的分析和研究。

1. 滑動摩擦力做功情況

滑動摩擦力對于物體的作用可以按照現實狀況分為三種類型，第一類是做負功，比如某個物品甲置于不光滑的平面上，正向受到一個牽引力F1的影響，沿水平面朝著前方進行挪動，那么它受到的摩擦力為f=umg，而摩擦力方向恰恰與受力方向相反，而且摩擦力做功也是負功，通過公式進行運算就是W=f·s·cosα，最后算出W=-gmscosα；第二類是做正功的情況，比如有個保持勻速運動的傳送帶，傳送過程中一個物品乙掉落在傳送帶上，而其在水平方向未發生位移，始終保持停止情況，而該物品的運動狀態為向前的勻加速運動，而該物體的的受力為滑動摩擦力，而且受力方向與傳送帶方向保持統一，所以根據以上條件，我們可以很快得出結論，傳送帶上的物品乙屬于做正功；第三類就是滑動摩擦力不做功的問題，即如：兩個表面不平整光滑的物體進行疊加，然后將上層的物品以繩子和墻壁進行關聯，當下以一個力F2施加在下層物品沿反方向施力，下層物品則會因為移動受到上層物品的摩擦力影響，摩擦力大小為f=umg。受力方向與位移方向恰恰相反，而代入做功公式進行計算，可以得到W = umgs cos a = -umgs，所以該摩擦力對下面的物體做負功，此外，根據我們高中生以往學習的力學原理分析，力的作用是相對的，下層物品的受力與上層物品恰恰相反，但是因為位置固定，導致沒有產生位移，所以代入做功公式，我們可以通過計算得知，摩擦力不會對上層的物品做功，所以，我們在解決滑動摩擦力做功問題過程中，首先應該詳細分析摩擦力的作用方向以及運動方位，進而就可以分析出該滑動摩擦力對物體的做功情況，把握住這個要點，就有夠有減少滑動摩擦力做功的錯誤解析[1]。

2. 靜摩擦力做功情況

對于我們高中生而言，靜摩擦力對于物體的做功問題分析，應當了解靜摩擦力的特征，首先是單一靜摩擦力做功，簡單來說，物品相對于接觸面未出現位移情況下受到摩擦力，并且在進行靜摩擦做功分析過程中應當了解靜摩擦的特征。主要可以體現在兩個方面，第一方面，第一方面，靜摩擦力不會對物體做功，若是物品靜置于一個水平面上，且受到一個向前的力牽動，而在牽動過程中物體保持靜止狀態，那么這個物體受到的靜摩擦力方向向左，由于物體位移距離為零，代人做功公式中，可以得到做功為零，也就是說物體受到的靜摩擦力沒有對它做功。另一方面，靜摩擦力可以對物品做正功或是負功。若是兩個物品疊加，置于平滑的水平面，有一個拉力作用于所有物品，保證所有物品正向進行運動，運動方式為勻加速，即可用得出相應的做功情況。因而要解決這類題型時，應當就要注意物體受到的靜摩擦力做功實際情況；其次是方向相反的靜摩擦力，大小總是相同的，而方向卻是相反的，它們在運動的過程中，相較于地面的位移方向又是一致的。因此一對靜摩擦力進行做功過程，一定是做正功的摩擦力和做負功的摩擦力共同存在。若是出現單一不會做功，那么這對靜摩擦力都不會對物體做功，或者表現為它們的做功總和相互抵消為零。多數學生在解題過程中，就是因為忽略了靜摩擦力的這一關鍵性特點，才會導致解題陷入到誤區中。而且很多高中學生還特地關注以動能定理的方向進行解析，從而得出一對靜摩擦力的具體做功情況，比如物品甲對物品乙做功，而物品乙的動能獲取就是做功的大小。相對來說，物品乙對物品甲做功，那么而物品乙的動能失去也是做功的大小。而且兩類物品都是屬于相對靜止的，那么最終可以得到相應的結論。綜上所述，一對靜摩擦力在對物體做功的時候，單個物品會將自身的機械能通過靜摩擦力傳遞給另一個物體，這個靜摩擦力在其中起到的作用就是傳送物體的機械能，并且知識機械能的傳送，而沒有機械能轉化的情況 [3]。

3.結語

綜合而言，摩擦力做功問題是我們高中生物理力學學習的關鍵性問題，而且根據摩擦力的特點可以將其分析靜摩擦力和滑動摩擦力，而且兩種摩擦力的特點存在顯著的差異性，因而判定其做功不僅僅需要依照做功的情況進行判定，同時還需要結合我們以往物理學的相關定理進行判斷，比如機械能平衡原理等等。簡單來說，不同的摩擦力做功的特點是不一樣的，只有在理解并把握它們做功特點的基礎上，才能有效減少錯誤出現的概率，也能保證我們解題過程中能夠有效處理各類問題時，并且能夠抓住不同題型的切入點。

參考文獻

[1] 焦君安，楊凌.從做功看兩類摩擦力的性質和做功特點[J].職業技術學院學報，2012，04（04）：49-52.

[2] 李慶園.關于摩擦力做功問題的分析[J].赤子（ 上中旬），2015，12（23）：321-323.

[3] 凌右泉. 高中物理摩擦力做功的常見問題分享[J]. 教育科研，2013，11（11）：76-78.endprint