高中物理摩擦力問題的分析思路

蘇寶軍

摘要：摩擦力是高中物理相當重要的一部分知識，與摩擦力相關問題的分析是教學難點與重點。本文以提高高中物理摩擦力學習效果為目的，從當前摩擦力學習現狀入手，結合摩擦力類型、摩擦力方向、摩擦力大小等問題探索了摩擦力分析思路，為學生學習摩擦力及解決相關問題提供借鑒。

關鍵詞：摩擦力；高中物理；分析思路；摩擦力大小

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1578（2018）03-0206-01

摩擦力作為高中物理課程的重要內容，對于摩擦力問題的分析是最難的部分，也是最容易出錯的地方，學生學習過程中常常感覺很吃力。究其原因，主要在于問題分析思路出現偏差，沒有找到有效的解題思路。因此，有必要結合摩擦力類型、大小、方向等問題進行摩擦力問題分析思路分析，總結解題經驗與思路。

1.高中物理摩擦力學習現狀

摩擦力是物理力學中經常出現的一種力，它的形成相當抽象，高中生學習起來比較困難。盡管初中階段也學習過摩擦力，但是對于滾動摩擦、滑動摩擦、靜摩擦力等知識只是粗淺的認識，很多摩擦力問題都沒有深入探討。所以高中學習過程中，很多學生對摩擦力的存在與否，以及摩擦力的方向、大小等問題分析都很困難。特別是部分學生做習題時經常忘記摩擦力做功情況，造成解題思路出錯，最終無法得到正確答案。做摩擦力習題時，掌握正確解題思路是分析問題的關鍵，也是問題解答正確與否的關鍵。由此可知，掌握問題分析思路是解決摩擦力有關問題的決定性因素。

2.高中物理摩擦力問題分析思路探索

2.1 摩擦力類型分析

高中物理學科的摩擦力主要涉及滑動摩擦力、靜摩擦力，二者區別較大，學生相對比較容易分析判斷。區分摩擦力類型時，主要分析物體所受的摩擦力情況，以此判斷產生的摩擦力是哪一種摩擦力。滑動摩擦力是物體之間相對運動時產生的力，分析判斷依據主要看是否發生運動；靜摩擦力是物體在靜止狀態下因相對運動趨勢而產生的力，若物體處于這種狀態則可以判斷物體受到的是靜摩擦力[1]。

2.2 摩擦力方向分析

對于摩擦力的方向，物理課本其實已經給出了明確的分析判斷標準。滑動摩擦力方向與物體相對運動方向相反；靜摩擦力方向與物體間的相對運動趨勢相反[2]。盡管如此，學生也做此類習題時依然難以做出準確的分析判斷，主要原因在于不能明確判斷動靜關系，對相對運動的雙方也難以判斷，進而提升問題解決難度。為了高效、準確的分析判斷摩擦力方向，學生可以通過摩擦力實際作用效果加以分析。摩擦力作用效果包括兩種情況，一種是幫助物體運動的效果，另一種是妨礙物體運動的效果，以這兩種效果作為判斷標準更容易分析出摩擦力方向。

如，一個小的長方向木塊放置在玩具車上，玩具車在人的推動下以加速運動向前行駛，木塊跟隨玩具車運動，請分析木塊受到的摩擦力方向。根據題目可知木塊與玩具車之間沒有發生相對運動，二者同時進行加速運動。與此同時，木塊與在玩具車加速運動過程中發生了與運動方向相反的運動趨勢，因此可以分析判斷出木塊受到的摩擦力為靜摩擦力，其運動方向與玩具車運動方向相反。很多學生在這一分析過程中經常遇到很多誤區，如木塊與玩具車之間沒有發生相對運動，認為不存在摩擦力；對摩擦力方向的分析潘判斷不準。針對以上誤區，應明確分析思路，找準側重點。首先，對靜摩擦力、滑動摩擦力的概念有準確認知，然后結合這些知識分析木塊與玩具車之間的摩擦力類型，再加以分析摩擦力方向。此外，還應注意一點，摩擦力與阻力不同，二者不同劃等號，避免對摩擦力方向分析出現差錯。

2.3 摩擦力大小分析

分析摩擦力大小時，先根據已知或潛在條件等分析確定摩擦力類型。如果屬于滑動摩擦力，運用摩擦力公式計算摩擦力大小；如果屬于靜摩擦力，運用二力平衡公式計算摩擦力大小[3]。

如，水泥地面上有一個木箱，其質量為40N。木箱與水泥地面之間的摩擦因數為0.5。同時，二者之間的最大滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小一致，在水平方向向木箱施加不同的力，分別為10N、15N和30N，求木箱承受的摩擦力大小是多少？根據題目的已知條件，把40N和0.5引入f=μN，計算得出木箱所承受的滑動摩擦力大小為20No同時，題目明確指出最大滑動摩擦力與最大靜摩擦力大小一致，那么靜摩擦力也應是20N。所以，要使木箱在水泥地面上進行水平方向運動，施加在木箱上的力至少為20N。基于這樣的結果，可知木箱在10N、15N的力作用下發生是靜摩擦力，而在30N的力作用下則是的滑動摩擦力。分析判斷出摩擦力類型后，再利用相應的計算機公式得出木箱在10N、15N和30N的力推動下的摩擦力大小。在分析過程中，必須清楚木塊的最大靜摩擦力大于其所受到的不同靜摩擦力大小，而實際物體運動中可以把物體所受到的最大靜摩擦力當作互動摩擦力。只要學生把握住這兩點，分析思路就清楚了，問題便能迎刃而解。

3.結語

綜上所述，高中物理摩擦力的類型、方向及大小等問題是常見的習題，要求學生具備的扎實的摩擦力知識基礎，掌握正確的問題分析思路。實際解題時，學生要基于學到的物理知識去分析判斷，善于總結解題思維與方法，歸納總結經驗教訓，不斷優化解題思路，降低解題難度。

參考文獻：

[1]周治安.高中物理摩擦力問題解決方法的核心探索研究[J].科學技術創新，2018，23（10）43-44.

[2]熊敉冬.高中物理摩擦力做功的常見問題分享[J].農家參謀，2017，42（22）：182.

[3]凌右泉.高中物理摩擦力做功的常見問題分享[J].經貿實踐，2016，38（23）：221.