探析高中物理中力的相互作用

胡哲昕

（稻田中學 湖南長沙 410000）

摘要：高中物理課程的學習往往比較困難，其中力的知識是我們在做題解題過程中容易出現問題的。尤其在初次步入高中學習相關力的課程時，往往很難有效的將題目當中的所有力的分解、力的有關示意圖完全的畫出來，最終導致在做題的過程中漏掉關鍵內容，得不償失。因此本文筆者希望能夠通過總結高中物理當中力的相互作用來探尋有效的解題技巧等。

關鍵詞：高中物理；相互運動；摩擦力

在高中物理力的相互作用學習過程中，學生們對于摩擦力的理解程度以及學習效果是最差的，平時我們在學習的過程中，往往很難理解為什么摩擦力會成為物體運動的推動力，為什么人們走路是依靠摩擦力來提供動力的呢？這些都是在初次接觸到力的相互作用時，我們會遇到的問題。

一、摩擦力概念分析

摩擦力的概念主要是指兩個相互接觸的物體，當他們做相對運動的過程中，在接觸表面會產生一種阻礙運動的力，這個力稱之為摩擦力。在概念當中有幾個關鍵點，相互接觸、相對運動、阻礙運動的力。這幾個關鍵點是我們在做題過程中理解摩擦力的作用的主要內容摩擦力的方向是與實際兩個物體之間的相對運動或者相對運動趨勢相反的方向，在這里需要注意的是相對運動而不是絕對運動。很多同學在進行力的分解過程中，往往會忽視并混淆這一點。

其次靜摩擦以及動摩擦之間的關系以及區別。靜摩擦主要是指物體在受到摩擦力的情況下，并沒有運動起來，換言之靜摩擦力的大小是會根據物體所受力的大小而發生變化的，外力增大，靜摩擦力就會增加；反之則會降低。但是當物體一旦運動起來之后，所產生的摩擦力稱之為滑動摩擦力，滑動摩擦力的大小只與物體的壓力、接觸面的粗糙程度以及摩擦系數相關了。在這里需要合理的區分摩擦力的關系。

二、題目解析

如圖所示，兩個完全相同的木塊A和B在兩種不同情況下受到拉力一起作勻速直線運動，最終問題為兩個力的大小是否相同？

在這一道題目的解答過程中，很多學生往往忽視摩擦力的本質，對于滑動摩擦力以及靜摩擦的概念了解不清楚，導致學生盲目的做力的分析，最終思維混亂做錯題目，其實這道題目本質上A與B可以看作是一個整體，利用整體法，物體在表面上做勻速直線運動，已經運動起來了，并且勻速平衡狀態，滑動摩擦力等于外力總和，而兩個完全相同的木塊、表面也是相同的，因此可以判斷滑動摩擦力是相同的。

再例如，很多同學在求解多個力的相關問題的過程中，每次都會錯，每次都會對于多個力的問題不懂如何求解。比如說如圖，A、B均處于靜止狀態，則B的受力情況為

A 可能受三個力，可能受四個力

B 一定受四個力

C B物體受到地面靜摩擦的作用

D B物體受到地面的支持力的作用

在這一題目的求解過程中學生之所以存在誤區，主要的原因便是對力的相互作用了解程度不夠，對于其中的概念混淆，最終限制了學生的做題速度以及正確率。此題目首先物體一定受到重力，其次從物體A開始分析，由于物體A平衡狀態，自身受到重力和繩子的拉力，因此繩子是一個整體，對A產生拉力則一定會對B產生拉力來平衡自身的力并保持靜止。因此對于B物體來說一定受到繩子的一個拉力，除此之外還有重力，與重力相平衡的支持力。但是物體B依然處于靜止狀態，在水平方向除了物體的拉力之外，還應當有一個力的作用，此時說明B物體一定會受到一個向右方向的靜摩擦力與拉力相抵消。因此通過分析總結得到，物體主要受到四個力，并且受到地面靜摩擦作用，受到地面支持力的作用。答案為BCD。[1]

在這一題目的求解過程中，如果學生能夠充分的了解力的相互作用相關概念，將題目所給的內容進行充分的分析便能夠得出最終的答案了。

再例如，如圖，一木塊放在水平桌面上，在水平方向共受到三個力，即F1、F2和桌面的摩擦力作用，木塊處于靜止狀態。其中F1=10N，F2=2N，方向如圖所示現撤去力F1，則 （ ）

A 木塊受摩擦力為8N，方向向左

B 木塊受摩擦力為6N，方向向左

C木塊受摩擦力為2N，方向向右

D木塊所受合力為2N，方向向右

在這一道題目的分析過程中，充分的將靜摩擦力以及動摩擦力結合起來，使得學生在做題的過程中熟練運用動摩擦力以及靜摩擦力二者的關系。這一題目初始條件給出了物體在桌面上所受到的靜摩擦力為8N，方向為左，當撤去F1這個力之后，需要學生來判斷物體是否運動，如果判斷錯誤那么必然會導致題目錯誤。而靜摩擦力是會隨著外力發生變化的，當外力降低，物體靜摩擦力也會隨之降低，因此可以判斷此物體受力情況為摩擦力方向向右，并且大小為2N。

這一道題目如果學生能夠清楚的了解滑動摩擦力以及靜摩擦力的相互關系以及相互作用便能夠迎刃而解了。[2]

總結：

綜合上文所述，高中物理力的相互作用是后期課程學習的基礎也是重點，需要學生能夠在解題的過程中對各方面的概念有一個全面的了解，保證題目的正確率。[3]

參考文獻：

[1]尚洪漢. 高中物理必修一第三章第一節：重力基本相互作用 第一課時：力的有關基本知識[A]. 河北省教師教育學會.河北省教師教育學會第一屆教學設計創新論壇論文集[C].河北省教師教育學會：，2011：4.

[2]鄭晴. 基于幾何畫板的《相互作用》單元教學設計研究[D].重慶師范大學，2015.

[3]劉卓然. 高中物理力學實驗中常見的故障[J]. 科技風，2017，03：236.