陳友文

摘 要：摩擦力問(wèn)題是高中物理教學(xué)中一個(gè)較為難以理解的問(wèn)題，本文結(jié)合教學(xué)實(shí)踐談了一點(diǎn)對(duì)摩擦力問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

關(guān)鍵詞：物理教學(xué)；摩擦力；淺探

在高中物理教學(xué)中，力學(xué)部分的摩擦力問(wèn)題是一種常見(jiàn)的力學(xué)問(wèn)題，也是容易在解題中困擾學(xué)生的重要問(wèn)題，本文中本人結(jié)合自己三十多年的教學(xué)實(shí)踐，談?wù)勀Σ亮Φ囊恍┏Ｒ?jiàn)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)。

一、摩擦力的基本概念

摩擦力是相互接觸的兩個(gè)物體之間有相對(duì)滑動(dòng)或者有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)時(shí)，在他們的接觸面上產(chǎn)生的阻礙相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力。

1.靜摩擦力。當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)而未發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其接觸面上產(chǎn)生阻礙這種運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的力叫靜摩擦力。

舉例如：1人行走時(shí)利用腳板與地面之間的靜摩擦力，2車子開動(dòng)時(shí)車子的主動(dòng)輪（即受發(fā)動(dòng)機(jī)直接帶動(dòng)的輪子）依靠與路面間靜摩擦力行駛，若靜摩擦力不足時(shí)，輪子會(huì)打滑。

在有些條件下，靜摩擦力是一個(gè)變化的力，其最大值為最大靜摩擦力。若兩物體間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，所受外力一定要大于靜摩擦力才行。

舉例：一個(gè)放在地面上的木箱，受到一個(gè)水平推力F作用，箱子的運(yùn)動(dòng)會(huì)怎么樣呢？（木箱質(zhì)量為m，重為G=mg）

分析：

（1）當(dāng)推力F較小時(shí)，木箱沒(méi)有被推動(dòng)，這時(shí)木箱與地面的靜摩擦力跟推力F相抵消。

（2）當(dāng)推力F增加一點(diǎn)，木箱若還是沒(méi)有被推動(dòng)，說(shuō)明木箱與地面的靜摩擦力也增加了，也剛好與推力相抵消。

（3）當(dāng)推力F增大到一定程度時(shí)，木箱被推動(dòng)，說(shuō)明推力F大于靜摩擦力。同時(shí)說(shuō)明靜摩擦力增大達(dá)到最大靜摩擦力時(shí)，就不再增加了，因此靜摩擦力的增力是有限度的。

2.滑動(dòng)摩擦力。當(dāng)兩個(gè)相互接觸的物體間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在其接觸面上會(huì)產(chǎn)生阻礙相對(duì)滑動(dòng)的力叫滑動(dòng)摩擦力。

滑動(dòng)摩擦力有計(jì)算公式：F=μmg

式中的μ為木箱與地面間的滑動(dòng)摩擦分析，μ受到哪些因素的影響呢？

回答：①相互接觸的兩個(gè)物體的材料；②是相互接觸的兩物體的接觸面的粗糙程度，一般地滑動(dòng)摩擦力的大小會(huì)略小于最大靜摩擦力。

二、摩擦力的利與害

世界上任何事物都是一分為二的，摩擦力對(duì)我們即有利的一面，也有害的一面。

（一）有利的一面

1.本文前述的車輪開動(dòng)和人的行走時(shí)是利用了靜摩擦力。

2.天空中落下的雨點(diǎn)，下落的過(guò)程中因受到空氣阻力，落到地面時(shí)速度就不會(huì)太大，假設(shè)沒(méi)有空氣阻力，雨點(diǎn)落下的速度會(huì)很大，落在人身上可能會(huì)造成嚴(yán)重的傷害。

3.布織好后，組成布的纖維之間因摩擦力使布較為牢固，若沒(méi)有摩擦力，布就容易散開。

4.天冷了，人可以通過(guò)兩手摩擦取暖。

5.跳傘運(yùn)動(dòng)員可以利用降落傘產(chǎn)生的摩擦阻力而實(shí)現(xiàn)安全落地。

（二）有害的一面

1.摩擦容易造成各種機(jī)器零件嚴(yán)重磨損。

2.摩擦容易造成能量的損耗，增加機(jī)械負(fù)荷。

3.摩擦嚴(yán)重的地方可能引起起火燃燒。

4.高速行駛的車輛和飛行的飛機(jī)空氣阻力會(huì)很大。

三、如何減少摩擦阻力

在工程實(shí)踐中摩擦力往往是有害的，那么如何來(lái)減少摩擦造成的損害呢？

1.把接觸面做成光滑面，可以適當(dāng)降低摩擦。

2.加潤(rùn)滑油可以較大程度的減小摩擦。

3.改滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，凡是能夠改成滾動(dòng)摩擦的盡量改成滾動(dòng)摩擦，滾動(dòng)摩擦力遠(yuǎn)小于滑動(dòng)摩擦，例如各種機(jī)器中廣泛使用的軸承就是利用了滾動(dòng)摩擦。并且在軸承中還要加上潤(rùn)滑油。

4.為了減小車輛的空氣阻力，車輛的外形常做成流線形。

四、教學(xué)體會(huì)

這部分內(nèi)容往往是學(xué)生感到不好理解的，主要表現(xiàn)在對(duì)摩擦力的概念，摩擦力的存在與否，摩擦力的方向及變化，如何利用摩擦和克服摩擦問(wèn)題上，經(jīng)常產(chǎn)生混淆，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.對(duì)產(chǎn)生摩擦的條件的認(rèn)識(shí)不清。不論是靜摩擦力，還是滑動(dòng)摩擦力，產(chǎn)生的條件有三個(gè)：①物體必須相互接觸；②兩物體之間有壓力；③兩物體中必須有一個(gè)物體受外力作用產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)或者有相對(duì)滑動(dòng)的趨勢(shì)。

2.對(duì)靜摩擦力的概念、彎化規(guī)律及方向性的認(rèn)識(shí)不清。靜摩擦力產(chǎn)生條件是：當(dāng)相互接觸的兩個(gè)物體有相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)時(shí)產(chǎn)生的阻礙相對(duì)滑動(dòng)趨勢(shì)的力，它的存在總是與物體受到的外力相平衡。只要物體未發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，靜摩力就一定存在，并且會(huì)隨著外力的增加而增加，但是它的增加也是有限度的，一旦達(dá)到最大靜摩力就不再增加了。

靜摩擦力是阻力，總是與外力方向相反。

3.滑動(dòng)摩擦力的計(jì)算及方向。

計(jì)算公式：f=μFN。

式中：μ是滑動(dòng)摩擦系數(shù)，F(xiàn)N是兩物體間的正壓力

滑動(dòng)摩擦力是阻力，當(dāng)運(yùn)動(dòng)方向改變，它的方向也相應(yīng)的會(huì)改變。

4.自行車前后兩輪的摩擦力分析。自行車行駛時(shí)，后輪是驅(qū)動(dòng)輪，前輪是被動(dòng)輪，后輪受的摩擦力方向向前，后輪復(fù)的摩擦力方向向后，這個(gè)問(wèn)題學(xué)生分析起來(lái)較難，也容易出錯(cuò)。

以上是本人教學(xué)實(shí)踐中關(guān)于摩擦力問(wèn)題的一點(diǎn)探索，不足之處就予批評(píng)指正。