李舒凝

摘要:摩擦力是日常生活中常見的作用力,也是高中物理學(xué)習(xí)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)知識(shí),對(duì)于摩擦力的學(xué)習(xí),我們要掌握基礎(chǔ)知識(shí),善于從學(xué)習(xí)過程中歸納、分析和總結(jié),突破難點(diǎn)和重點(diǎn)。本文主要從三個(gè)方面來(lái)探討高中物理摩擦力的學(xué)習(xí)重點(diǎn)。
關(guān)鍵詞:高中物理;摩擦力;學(xué)習(xí)重點(diǎn)
在高中物理力學(xué)知識(shí)體系中,摩擦力是一項(xiàng)重要的存在,關(guān)于摩擦力的產(chǎn)生原因、作用等等,教材中都進(jìn)行了詳細(xì)的解釋。摩擦力是我們?nèi)粘I钪谐R姷淖饔昧ΑDΣ亮κ窍嗷ソ佑|的兩個(gè)物體之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)時(shí),在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力。在高考物理試卷中,摩擦力的比值是非常高的,掌握摩擦力的學(xué)習(xí)要點(diǎn),對(duì)于我們整個(gè)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)都大有裨益。
1 明確摩擦力的基本概念
摩擦力的形成原因包括三個(gè)方面,即物體間的壓力、物理接觸面之間必須是粗糙的、必須有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。要產(chǎn)生摩擦力,必須要具備壓力,如果兩個(gè)物體之間只是接觸,而沒有壓力,即便可以相互運(yùn)動(dòng),也不會(huì)出現(xiàn)摩擦力。物體表面的粗糙度會(huì)增加物體之間的凹凸不平程度,在兩者結(jié)合在一起且發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),這些凹凸不平的表面就會(huì)形成阻力,這就是我們所說(shuō)的摩擦力。
摩擦力的計(jì)算公式為 ,其中, 為正壓力,即垂直作用于物體表面的力,可以為重力,或者其他壓力在垂直方向的分力,μ代表摩擦力系數(shù),具體的數(shù)值是根據(jù)實(shí)驗(yàn)得出,不同物體之間的摩擦力系數(shù)是不同的。摩擦力總是阻礙物體間的 “相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨
勢(shì)”,但不是阻礙物體的運(yùn)動(dòng)。故摩擦力有時(shí)是阻力,有時(shí)是動(dòng)力。阻力會(huì)使物體的運(yùn)動(dòng)速度減小;動(dòng)力會(huì)使物體的運(yùn)動(dòng)速度增加。
調(diào)查顯示,很多同學(xué)對(duì)于摩擦力的基礎(chǔ)概念,都是模棱兩可、一知半解,要學(xué)好這一知識(shí)點(diǎn),我們必須要明確基礎(chǔ)的知識(shí):摩擦力的概念?摩擦力的學(xué)習(xí)需要掌握哪些內(nèi)容?靜摩擦力產(chǎn)生的先決條件是什么?要解決這一問題,我們需要吃透概念,了解概念中蘊(yùn)含的核心知識(shí)點(diǎn),在學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)的概念之后,需要仔細(xì)進(jìn)行對(duì)比,了解靜摩擦力、動(dòng)摩擦力的差別、產(chǎn)生原因與量度區(qū)別。
2 把握好摩擦力的分類
根據(jù)動(dòng)靜來(lái)看,摩擦力包括靜摩擦力、動(dòng)摩擦力兩種類型,如果兩個(gè)物體接觸面是粗糙的,且接觸面之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng),那么兩者之間的摩擦力就是動(dòng)摩擦力。如果兩者之間沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng),只有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì),那么兩者之間的摩擦力就是靜摩擦力。舉例來(lái)說(shuō),在地面上向前推動(dòng)一件物體,實(shí)體沒有動(dòng),那么地面與物體之間產(chǎn)生的就是靜摩擦力,力的大小與推力相等,在推力加大,超過一定的臨界值之后,物體就被推動(dòng),進(jìn)入運(yùn)動(dòng)狀態(tài),那么此時(shí)地面與物體之間的力就是動(dòng)摩擦力。根據(jù)這一原理,人們發(fā)明了各類安全裝置,代表性的有車輛ABS防抱死系統(tǒng),如果車輛沒有ABS防抱死系統(tǒng),那么在剎車時(shí),車閘會(huì)直接將車輪抱死,車輪與地面之間的滾動(dòng)摩擦力直接變?yōu)榛瑒?dòng)摩擦力,車輪和車閘之間的摩擦力與車輪和地面之間的摩擦力數(shù)值相等;在安裝防抱死系統(tǒng)之后,在車輪與車閘之間的靜摩擦力達(dá)到最大值時(shí),抱死裝置就會(huì)將之松開,然后再抱緊,在這一過程中,車輪與車閘的摩擦力是會(huì)大于最大靜摩擦力的,這就有效增加了摩擦力與平均摩擦系數(shù),減小制動(dòng)距離,降低事故發(fā)生率。
3 摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系
物理概念不僅是物理基礎(chǔ)知識(shí)的重要組成部分,而且是組成物理規(guī)律、建構(gòu)物理公式和完善物理理論的基礎(chǔ)和前提。物理概念是我們學(xué)好物理的關(guān)鍵。一些同學(xué)在學(xué)習(xí)物理概念時(shí),往往對(duì)概念只是死記硬背,而不去理解物理概念的實(shí)質(zhì),結(jié)果在應(yīng)用物理概念時(shí)錯(cuò)誤百出,因此,我們對(duì)于物理知識(shí)的學(xué)習(xí),不僅要知其然,還要知其所以然。在摩擦力知識(shí)的學(xué)習(xí)中,我們還要關(guān)注摩擦力與物體運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系,摩擦力方向與相對(duì)運(yùn)動(dòng)(相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì))方向相反,與物體運(yùn)動(dòng)方向上,可能相同,也可能相反。以我們?cè)诟咧形锢碇谐R姷念}型為例(見圖1):
①在車輛加速前進(jìn)時(shí),如果木箱與車輛之間是相對(duì)靜止的,那么木箱與車輛之間的摩擦力就是靜摩擦力;如果木箱相對(duì)于車輛是向后滑動(dòng)的,那么兩者之間就是滑動(dòng)摩擦力。無(wú)論是靜摩擦力,還是滑動(dòng)摩擦力,摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向都是相反的;
②在車輛做減速運(yùn)動(dòng)時(shí),木箱相對(duì)于車輛,向前滑動(dòng)或者出現(xiàn)向前滑動(dòng)趨勢(shì),那么木箱所受的摩擦力就是靜摩擦力或滑動(dòng)摩擦力,方向是向后的,摩擦力方向和木箱運(yùn)動(dòng)方向之間是相反的。
一般情況下,大多數(shù)摩擦力方向和物體運(yùn)動(dòng)方向,都是在同一條直線上的,但是并非所有的情況都是如此。在具體的解題過程中,我們應(yīng)該做到具體問題、具體分析,不能一概而論。為了提高解題質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率,在課后,我們要多做習(xí)題,通過反復(fù)的訓(xùn)練和復(fù)習(xí)來(lái)鞏固所學(xué)知識(shí),練習(xí)題的選擇要難易適中,難度較高的題型可以加深我們的記憶,激發(fā)出自己的創(chuàng)新意識(shí),此外,還要拓展自己的知識(shí)面,將所學(xué)內(nèi)容串聯(lián)起來(lái),在完成摩擦力的學(xué)習(xí)后,可以通過網(wǎng)絡(luò)、參考書來(lái)關(guān)注生活中的摩擦力問題,活躍自己的學(xué)習(xí)思維。
摩擦力是高中物理知識(shí)點(diǎn)的難點(diǎn)和重點(diǎn)問題,對(duì)于摩擦力知識(shí)的學(xué)習(xí),我們要注意力的作用點(diǎn)、力的大小特點(diǎn)、作用方向等等,善于從學(xué)習(xí)過程中歸納、分析和總結(jié),找出各類題目之間的共同點(diǎn),歸納解題規(guī)律,達(dá)到舉一反三的目的。
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