蘇倪宇
摘 要:摩擦力是高中物理力學知識的重要組成,也普遍存在于我們的生活中。本文基于自己的學習經(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習方法進行分析。
關(guān)鍵詞:高中物理 摩擦力 理論知識 學習方法
在高中物理學習中,摩擦力是一個重點內(nèi)容,也是力學中考察的重要知識點之一,學習摩擦力,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、摩擦力學習中的問題和誤區(qū)
在摩擦力學習中的問題和誤區(qū),根據(jù)我的學習體驗來看,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
在剛剛開始學習摩擦力時,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
在學習物理知識時,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,在學習時,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),學習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).