“個性標簽”讓物理規律“鮮活”起來

陶建燕

【內容摘要】在人際交往中，如果知道對方的個性，就容易把握好交往的度，從而占據主動，在物理教學中，若也能給一些重難點貼上“個性標簽”，讓物理規律“鮮活”起來，應對起來必能容易不少。受力分析是高中物理教學的重點和難點，其中尤以摩擦力為最，學生的錯誤大多是因為不了解摩擦力“善變”的“個性特點”而造成。

【關鍵詞】摩擦力 善變 個性 多過程

在很多學生眼里，物理學高深莫測、晦澀難懂，從而產生畏難情緒，對物理的學習產生了巨大的阻礙。兵法有云：“知己知彼，百戰不殆”，若能在教學過程中引導學生將某些物理知識點尤其是重點難點擬人化，歸納出其“個性特點”，貼上“個性標簽”，那么這些物理規律也就“鮮活”起來了，而不再是書上那一個個冷冰冰的結論。

在高中物理教學中摩擦力是繼彈力之后的又一個接觸力，是高中物理的重點內容，不但是力學的基礎，也是組成整個高中物理知識的一塊基石。另外，摩擦力問題中又常表現出動中有靜，靜中有動，這對于初學者來說真是撲朔迷離，難以理解，是高中物理學習中的一大難點。教學過程中主要是多引導學生緊扣摩擦力的產生條件及其大小、方向，歸納體會摩擦力“善變”的“個性”，并因勢利導，幫助學生認清摩擦力。

一、關于摩擦力的定義

人教版《物理（必修一）》中對摩擦力的定義是：“兩個相互接觸的物體，當它們發生相對運動或具有相對運動的趨勢時，會在接觸面上產生阻礙相對運動或相對運動趨勢的力，這種力叫作摩擦力。”定義中包含兩種摩擦力產生的條件和方向，其中“相對”的含義理解，就是關鍵。動摩擦力是阻礙物體間相對運動的摩擦力，靜摩擦力阻礙的是物體間的相對運動趨勢，一般的運動沒有特別說明，都是以地面為參考系。當物體的速度發生變化時，兩者的相對運動關系也可能發生變化，從而摩擦力的性質發生變化。所以解題過程中要有發展的眼光，多問問自己“然后呢？”。

例如 如圖所示，傾角為θ=30°的傳送帶始終保持以v=5 m/s的速率順時針勻速轉動，AB兩端距離d=5m.現將一木箱（可視為質點）無初速度從A端放上傳送帶，木箱與傳送帶動摩擦因數μ=32，取g=10 m/s2，求木箱從A端運動到B端所用的時間。

真可謂“動中有靜，靜中有動”，關鍵就是抓住變化的原因和時機。兩個原相對運動的物體當速度變為相等時可能突變為相對靜止，而原本相對靜止的物體若切向外力或加速度變化可能會突變為相對運動。

二、關于摩擦力的方向

動摩擦力的方向與相對運動的方向相反。當物體的速度發生變化時，兩者的相對運動關系也可能發生變化，不僅摩擦力的性質可能發生變化，摩擦力的方向也可能發生變化。像上例中原來向下的摩擦力就在木箱運動到與傳送帶速度相同時發生了改變：若mgsin 30°<μmgcos 30°，變為向上的靜摩擦力;若mgsinθ>μmgcosθ，變為向上的動摩擦力。

動摩擦力常會在速度變為相等后改變相對運動的方向，從而改變力的方向。靜摩擦力也會在切向外力或加速度變化時改變方向。

三、關于摩擦力的大小

靜摩擦力一般利用二力平衡或牛頓第二定律來求解，取決于切向的外力和加速度，當外力或加速度發生變化時，靜摩擦力的大小也會隨之變化;動摩擦力與物體間的壓力大小成正比，一般由公式f=μFN來求，當情景發生變化時，FN可能發生變化了，摩擦力的大小也就變化了。

例如：如圖所示，質量為10 kg的物體A拴在一個被水平拉伸的彈簧一端，彈簧的拉力為5 N時，物體A處于靜止狀態.若小車以0.6 m/s2的加速度向右運動，則（）

A.物體A相對小車向右運動

B.物體A受到的摩擦力減小

C.物體A受到的摩擦力大小不變

D.物體A受到的彈簧的拉力增大

分析：水平方向上，由原平衡得f=F彈=5 N，方向水平向左;現有了加速度，由牛頓第二定律得F彈-f'=ma，所以摩擦力突變為f'=-1N，負號表示方向變成了水平向右。

又如圖所示，質量為1 kg的小球穿在固定的直桿上，桿與水平方向成37°角，球與桿間的動摩擦因數μ=0.5，小球在豎直向上的大小為20 N的拉力F作用下，從離桿的下端0.24 m處由靜止開始向上運動，經過1 s撤去拉力，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：

（1）撤去拉力前，小球沿桿上滑的加速度大小;

（2）小球沿桿上滑的最大距離;

可見，摩擦力會根據條件的變化，種類、大小、方向也跟著變化，在多運動過程中，每個過程都要重新分析摩擦力。所以，我們在教學過程中要不斷強調它的“善變”特性，能讓同學們看到摩擦力就想起它是善變的，有了這種了解就會防備，也會更注意過程的分析而發現其中的變化。

高中物理中像摩擦力一樣具有強烈“個性特點”的物理量或物理規律還有很多，比如向心力、向心加速度概念中的“向心”二字就是能充分體現這兩個物理量特性的關鍵詞;再比如，電磁感應中的楞次定律就充分體現了感應電流的“叛逆”。在教學過程中我們不妨多重視挖掘點物理量或物理規律的特性，從而提練出關鍵詞，貼上“個性標簽”，讓這些物理量或物理規律“鮮活”起來，幫助學生更快認清和掌握它們。

【參考文獻】

[1]阿卜杜熱伊木· 如則.淺談讓學生掌握摩擦力概念特點的有效方法[J].新課程學習（下旬），2013.

[2]褚松華.摩擦力教學的幾點建議[J].物理教學，1980（3）.

【本文系蘇州市教育科學“十三五”規劃2016年度課題（立項編號：16032060）“基于提升學生核心素養的初高中物理教學銜接的實踐與研究”階段性成果之一.】

（作者單位：江蘇省震澤中學）