高中物理摩擦力問題的解決方案

蘇倪宇

摘 要：摩擦力是高中物理力學(xué)知識的重要組成，也普遍存在于我們的生活中。本文基于自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗，總結(jié)了關(guān)于摩擦力的相關(guān)理論知識，并針對高中物理摩擦力問題的解決方案和學(xué)習(xí)方法進行分析。

關(guān)鍵詞：高中物理 摩擦力 理論知識 學(xué)習(xí)方法

在高中物理學(xué)習(xí)中，摩擦力是一個重點內(nèi)容，也是力學(xué)中考察的重要知識點之一，學(xué)習(xí)摩擦力，我們必須要搞清楚摩擦力的方向、分類、產(chǎn)生條件。要解決好摩擦力問題，也要掌握摩擦力問題的本質(zhì)，學(xué)會避開相關(guān)誤區(qū)。[1]

一、關(guān)于摩擦力的理論知識分析

摩擦力的產(chǎn)生需要滿足三個條件：

①物體接觸面粗糙；

②物體接觸面之間有壓力；

③物體之間有相對運動趨勢或者相對運動現(xiàn)象。

在摩擦力的三個條件中，①②不難理解，最難的是條件③。為了理解條件③所闡述的概念，我們可以選擇生活中的具體例子來分析，從直觀角度來理解。如，將兩個相同的物體橫向緊密放置在一起，物體之間雖然接觸，但是卻不會產(chǎn)生壓力，因此，也不會有摩擦力的存在；再比如，我們以勻速速度推動桌子，在桌子上，有一本書與桌子一起保持勻速運動，雖然桌子、書之間有壓力，桌子、書之間也滿足接觸面粗糙的條件，但是兩者是處于相對靜止狀態(tài)，因此，并不滿足條件③，兩者之間沒有摩擦力。[2]

二、摩擦力學(xué)習(xí)中的問題和誤區(qū)

在摩擦力學(xué)習(xí)中的問題和誤區(qū)，根據(jù)我的學(xué)習(xí)體驗來看，主要集中在幾個方面：

1.對摩擦力方向、運動方向理解不到位

在剛剛開始學(xué)習(xí)摩擦力時，我誤以為摩擦力方向總是與物體運動方向保持相反，后來在解題中反復(fù)驗證，才知道自己理解出現(xiàn)了錯誤，摩擦力方向與物體運動方向，并沒有明顯的關(guān)系。對于物體運動的判斷，是基于地面為參考系，相對運動卻不是以地面為參考系的。關(guān)于這一問題，應(yīng)該這樣理解，即“滑動摩擦力方向總與物體相對運動方向或者相對運動趨勢方向相反”，與物體實際的運動方向，并沒有直接關(guān)系。[3]

舉例來說，在一個絕對光滑的地面上，有一個木塊，有一個小物塊滑到木塊上，此時，木塊、物塊的摩擦力屬于滑動摩擦力，如果木塊與物塊相比，向右運動，木塊受到的摩擦力方向是向左，物塊受到的摩擦力向右。

2.摩擦力會阻礙物體的運動

在學(xué)習(xí)物理知識時，我們常常會以生活中的所見所聞來聯(lián)系理解知識點，實際上，高中物理知識是微觀化的，與我們大千世界的宏觀物體并不相同。之所以認為摩擦力會阻礙物體的運動，正是受到自己固有思維的影響。摩擦力固然會對物體的運動做負功，但是在某些情況下也會做正功。

舉例來看：

滑動摩擦力做負功：

某個物體A，置于粗糙水平地面上，物體受到牽引力F后，向右緩慢移動，在物體運動過程中，會受到來自地面的滑動摩擦力，計算方式為，方向向左，滑動摩擦力做功為，滑動摩擦力始終做的是負功。

滑動摩擦力做正功：

某傳送帶，勻速轉(zhuǎn)動，有一木塊在傳送帶上方掉落到傳送帶上，處于靜止狀態(tài)，隨著木塊的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，在木塊運動過程中，受到傳送帶的滑動摩擦力，此時，滑動摩擦力對木塊所做的功就是正功。類似的情況有很多，如，汽車前進、人走路的動力，均是與摩擦力相關(guān)，此時，摩擦力所起的是動力作用，不是負功。要理解這個問題，我們必須要把握好摩擦力、物體之間的相對運動或者相對運動趨勢，此外，滑動摩擦力也存在不做功的情況，解題時，我們要做到具體問題、具體分析。

三、如何學(xué)好摩擦力知識

1.正確進行受力分析

要解決摩擦力相關(guān)問題，關(guān)鍵在于受力分析，關(guān)于摩擦力的概念、條件，課本上有詳細的描述，我們要吃透教材內(nèi)容，在學(xué)習(xí)時，抓住重點。一方面，我們要全面理解概念，既要掌握字面含義，也要了解摩擦力的具體條件，學(xué)會具體情況、分類對待；另一方面，要反復(fù)揣摩、理解“相對運動”、“相對運動趨勢”這一概念，相對運動是兩個物體相互接觸，并發(fā)生相反運動，相對運動趨勢即兩個物體雖然接觸，但是沒有運動現(xiàn)象。只要理解這兩方面的問題，大部分摩擦力難題都能迎刃而解。

2.學(xué)會判斷摩擦力方向

在摩擦力方向的判斷上，可以采用幾種方法：

（1）概念判斷法：滑動摩擦力、靜摩擦力方向與接觸面之間都是相切的關(guān)系，與相對運動、相對運動趨勢相反，在判斷時，在選擇好研究對象后，需要正確選擇參考系，再通過概念的理解來判斷。

（2）運動狀態(tài)判斷法：運動狀態(tài)判斷即針對物體運動狀態(tài)做出受力分析，從“牛頓第二定律”、“平衡條件”概念來分析和判斷。

（3）反作用力法：反作用力法需要首先確定好一個受力較小的物體，其所受摩擦力的具體方向，再根據(jù)概念來找出另一個與之接觸物體的摩擦力。

結(jié)語

摩擦力問題是高中物理力學(xué)知識的難點，在高考題目中，常常與其他內(nèi)容一起出現(xiàn)，學(xué)習(xí)摩擦力最大的阻礙就是書本上知識與現(xiàn)實生活認識之間的矛盾。為了學(xué)好摩擦力問題，我們需要摒棄自己的常規(guī)思維方式，從教材著手，吃透教材中的相關(guān)概念、知識點等，結(jié)合參考書、教輔資料的介紹，從多個方面來理解摩擦力問題，進行正確的受力分析，以不變應(yīng)萬變。其實，經(jīng)過一段時間的練習(xí)后就可以發(fā)現(xiàn)，雖然摩擦力問題難度高，也富有變化，但是萬變不離其宗，只要掌握好基礎(chǔ)的概念和應(yīng)用法則，摩擦力難題便能夠迎刃而解。

參考文獻

[1]潘華君，夏云.莫讓“裝置”迷人眼——關(guān)于同一裝置中“平衡摩擦力”的必要性的探討[J].物理教師.2013（09）.

[2]劉星雨.如何有效分析高中摩擦力的探索[J].中外企業(yè)家.2018（15）.

[3]熊敉冬.高中物理摩擦力做功的常見問題分享[J].農(nóng)家參謀.2017（22）.