如何判斷摩擦力的方向

馮榜全

【摘 要】高中學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中對于摩擦力方向的判斷很難準(zhǔn)確掌握，在練習(xí)題目時也不會靈活運(yùn)用。摩擦力方向的判斷一方面需要教師的教，另一方面更需要學(xué)生自身的理解和體會，從生活出發(fā)，教與學(xué)相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)與練相結(jié)合，才能對摩擦力的方向作出正確的判斷。

【關(guān)鍵詞】高中物理；摩擦力方向；判斷方法

關(guān)于摩擦力方向的判斷，是高一學(xué)生在學(xué)習(xí)物理過程中遇到的一個難點(diǎn)，學(xué)生不容易掌握，在練習(xí)題目時也不會靈活運(yùn)用。教材中說：“靜摩擦力方向與相對運(yùn)動趨勢方向相反”，“滑動摩擦力方向與相對運(yùn)動方向相反”，學(xué)生在課后練習(xí)時，很難準(zhǔn)確把握，常常會把問題混淆不清，動靜難分，相對于誰運(yùn)動分不清楚，從而增加了解決題目的難度。如何破解這一難點(diǎn)、清晰判斷摩擦力的方向呢？

一、強(qiáng)化概念理解，明確產(chǎn)生條件

兩個物體的接觸面之間是否存在摩擦力，無論是靜摩擦、滑動摩擦還是滾動摩擦，必須同時具備四個基本條件：①兩接觸的物體間存在著擠壓作用（即存在壓力），即物體間的直接接觸；②接觸面不光滑、粗糙；③接觸面間有彈力存在；④兩物體之間存在著相對運(yùn)動或有相對運(yùn)動的趨勢。這四個條件緊密相連，缺一不可。很顯然，若兩個物體不接觸或雖然接觸，但接觸面是光滑的，則不存在摩擦。若只滿足條件①、②而缺少了③、④中的任意一個，也不會有摩擦力存在。如一塊磚緊靠在豎直墻面，放手后讓其沿墻壁下滑，也就是不具備條件③，即相互間無壓力，因此磚不能受到摩擦力作用。又如靜止在粗糙面上的物體，它就是缺少條件④，也就不存在摩擦力了。教學(xué)過程中可以適當(dāng)進(jìn)行一些相關(guān)題目的訓(xùn)練，以增強(qiáng)學(xué)生對知識點(diǎn)的理解和掌握，提高學(xué)習(xí)效果。

二、了解摩擦力的特點(diǎn)

任何事物都有其特點(diǎn)，摩擦力也一樣有其特點(diǎn)，在教材中沒有明確指出，而遇到實(shí)際問題時總要考慮到這些因素。在教學(xué)中加深對摩擦力的理解、分析的同時，本人已總結(jié)出摩擦力具有顯著的三個特點(diǎn)：接觸性、被動性、滑動摩擦力的大小與物體運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)和與接觸面大小無關(guān)性。對于接觸性，即物體受摩擦力的作用，物體間直接接觸（反之不一定成立），這一點(diǎn)已經(jīng)包括在摩擦力產(chǎn)生的條件里，學(xué)生都容易理解。而被動性，即摩擦力隨外界約束條件的變化而變化這是難點(diǎn)，學(xué)生往往缺乏理性認(rèn)識，在教學(xué)中應(yīng)該特別強(qiáng)調(diào)、重點(diǎn)指明，通過列舉生活中實(shí)例使學(xué)生加深理解。對于第3個特點(diǎn)（滑動摩擦力的大小與物體運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)、與接觸面大小無關(guān)性），學(xué)生最容易忽略，更要強(qiáng)調(diào)，加深印象，為后面的學(xué)習(xí)打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

三、摩擦力方向的判定方法

教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)還有不少同學(xué)存在著一種錯誤認(rèn)識，認(rèn)為摩擦力的方向總是與物體的運(yùn)動方向相反，并認(rèn)為摩擦力總是阻礙物體的運(yùn)動，是阻力。出現(xiàn)這種錯誤的原因主要是因?yàn)橥瑢W(xué)們對摩擦力的概念中的“相對”兩個字理解不夠而造成的。學(xué)習(xí)過程中如何掌握摩擦力方向的判定方法呢？

（1）根據(jù)生活中親身體會。上課時，讓學(xué)生將自己的一根手指輕輕地壓在桌面上，并讓手指沿著桌面緩緩移動，可以讓學(xué)生自己多次重復(fù)此動作，從中體會桌面對手指的摩擦力的方向，及手指對桌面的摩擦力的方向，為以后進(jìn)一步學(xué)習(xí)摩擦力增加一定的感性認(rèn)識。

（2）根據(jù)書中的定義。在最初學(xué)習(xí)摩擦力之時，學(xué)生都是根據(jù)摩擦力的定義來判斷摩擦力方向的，而學(xué)生對定義中“相對運(yùn)動”和“相對運(yùn)動趨勢”的理解不夠準(zhǔn)確，在具體解題過程中又往往會混淆了“運(yùn)動”和“相對運(yùn)動”這兩個概念。因此，對這兩個概念的正確理解就顯得非常重要。一個物體的“運(yùn)動”是以地面或相對地面靜止的物體為參照物，而一個物體的“相對運(yùn)動”是以跟這個物體接觸，且該物體相對于其有運(yùn)動的那個物體為參照物的。當(dāng)然，靜摩擦力亦是如此，從而使學(xué)生掌握正確的判斷摩擦力方向的方法。

（3）根據(jù)牛頓第三定律。隨著學(xué)習(xí)的深入，當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)了牛頓第三定律后，也可讓學(xué)生根據(jù)作用力和反作用力的知識來判斷摩擦力的方向。

（4）根據(jù)平衡力。當(dāng)物體處于平衡狀態(tài)時，物體應(yīng)受平衡力的作用，即物體所受的合力為零。這時我把摩擦力“擬人化”了，而把此時摩擦力的作用命名為“幫忙”，并把“幫忙”概括為三個原則：需要“幫”則“有”，無需“幫”則“無”；只“幫”“小”的，不“幫”“大”的；適當(dāng)?shù)摹皫汀保弧岸唷薄皫汀保弧吧佟薄皫汀薄Ｒ龑?dǎo)學(xué)生仔細(xì)研究和體會上述三個原則，并能深刻理解上述三個原則中加引號的幾個字的物理含義后，就會很容易地弄明白處于平衡狀態(tài)下的物體是否受摩擦力的作用，及其所受摩擦力的大小和方向了。從而讓學(xué)生輕松的理解此類問題。

總之，摩擦力方向的判斷一方面需要教師的教，另一方面更需要學(xué)生自身的理解和體會，從生活出發(fā)，教與學(xué)相結(jié)合，理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)與練相結(jié)合，才能更好地準(zhǔn)確地對摩擦力的方向作出判斷。

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