周平龍

[摘要]摩擦力的知識(shí)是初中物理的重點(diǎn)和難點(diǎn)，這部分知識(shí)點(diǎn)本身就很抽象、難懂，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中會(huì)碰到許多困難，同樣也給教師的教學(xué)工作帶來很多的挑戰(zhàn)。教師的教學(xué)自然也就不輕松了。但這些知識(shí)與我們的生活聯(lián)系非常緊密，是學(xué)生不得不學(xué)好的內(nèi)容。摩擦力分為靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力、滾動(dòng)摩擦力，不同的摩擦力方向的判斷方法是不同的，只有掌握了正確的方法，思路清晰，才能準(zhǔn)確地判斷摩擦力的方向。

[關(guān)鍵詞]初中物理；摩擦力；方向判斷

初中物理教學(xué)中，總有一些知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中有點(diǎn)零亂和模糊。比如：在學(xué)習(xí)摩擦力時(shí)，經(jīng)常就有同學(xué)會(huì)問，摩擦力的方向是不是一定與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反？摩擦力是不是阻力？在日常生活中我們都要減小摩擦嗎？

摩擦力分為靜摩擦力、滑動(dòng)摩擦力、滾動(dòng)摩擦力，不同的摩擦力判斷方法是不同的，只有掌握了正確的方法，思路清晰，才能準(zhǔn)確地判斷摩擦力的方向。學(xué)生初次接觸到摩擦力，就像汪洋大海里的一葉舟找不到方向。筆者結(jié)合人教版八年級(jí)下冊(cè)教材內(nèi)容和實(shí)際教學(xué)情況，歸納總結(jié)了一些判斷摩擦力方向的方法，提出了一些與生活聯(lián)系緊密的理論與觀點(diǎn)，使學(xué)生能夠利用這些簡單的方法更輕松、準(zhǔn)確地判斷生活中一些常見的摩擦力的方向，從而全面深入地掌握摩擦力的相關(guān)知識(shí)。同時(shí)希望這些方法能對(duì)同行們的教學(xué)提供一個(gè)借鑒。

一、靜摩擦力方向的判斷方法

（一）用平衡力的知識(shí)判斷

當(dāng)一個(gè)物體受到幾個(gè)力的作用，仍然處于平衡狀態(tài)時(shí)，那我們說這幾個(gè)力就是平衡力。如果物體只受兩個(gè)力的作用而處于平衡狀態(tài)，就稱為二力平衡。當(dāng)物體受到多個(gè)力作用而處于平衡狀態(tài)時(shí)，也可以看成幾對(duì)二力平衡。平衡是物理學(xué)中分析物體運(yùn)動(dòng)和力之間關(guān)系的一種重要的方法和手段，它要求學(xué)生準(zhǔn)確地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行受力分析或?qū)ξ矬w的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行判斷，然后由受力情況判斷出物體運(yùn)動(dòng)情況，或者由物體運(yùn)動(dòng)情況來分析物體的受力情況。

例如：同學(xué)們上體育課時(shí)，體育老師安排他們做爬竿運(yùn)動(dòng)。小明在勻速向上爬的過程中受到的摩擦力方向如何？

分析：這種情況可以用二力平衡的知識(shí)來分析，此時(shí)這個(gè)同學(xué)在爬竿的過程中做的是勻速直線運(yùn)動(dòng)，而勻速直線運(yùn)動(dòng)是一種平衡狀態(tài)，平衡狀態(tài)就受到平衡力的作用。此時(shí)對(duì)人進(jìn)行受力分析，他只受到重力和摩擦力的作用。那么重力和摩擦力是一對(duì)平衡力。則：f=G，方向豎直向上。

有時(shí)也會(huì)碰到比較復(fù)雜的情況。例如：A、B兩個(gè)物體疊放在水平地面上，A受到水平向右10N的拉力處于靜止?fàn)顟B(tài)，B物體被一根繩子固定在左邊墻上，繩子的拉力是4N。請(qǐng)分析A、B物體受到的摩擦力的大小和方向。

這是一道典型的受力分析題，可利用平衡力的知識(shí)來解決。首先對(duì)物體A、B分別進(jìn)行受力分析，兩物體都處于靜止?fàn)顟B(tài)，靜止?fàn)顟B(tài)是一種平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用。不難得出A受到的摩擦力是10N，方向水平向左。B受到兩個(gè)摩擦力的作用，分別是：A對(duì)B水平向右的摩擦力，大小為10N；地面對(duì)B的摩擦力，f= 10N-4N=6N，方向水平向左。

（二）從力的作用效果判斷

由牛頓第二定律F=ma可知，物體受到的合外力的方向，一定與物體加速度的方向相同，那么我們由物體加速度的方向就可以判斷出物體受力的方向。大家知道，在生活中有些物體運(yùn)動(dòng)的原因就是摩擦力（力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因），此時(shí)用這種方法來判斷摩擦力的方向比較形象、直觀，這是一種理論聯(lián)系實(shí)際的好方法，也符合初中物理新課標(biāo)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”這一理念。

例如：趙剛同學(xué)每天都騎自行車上學(xué)，他在騎自行車時(shí)，自行車前后輪受到的摩擦力的方向怎樣？

分析：我們知道，自行車是騎著向前運(yùn)動(dòng)的，我們蹬的時(shí)候產(chǎn)生的效果就是讓后輪轉(zhuǎn)動(dòng)，而后輪轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的效果是使整個(gè)自行車向前運(yùn)動(dòng)。所以，后輪是使自行車向前運(yùn)動(dòng)的車輪，叫主動(dòng)輪，那么后輪產(chǎn)生的摩擦力應(yīng)該是向前的，屬于靜摩擦力。然而，前輪在整個(gè)自行車前進(jìn)的過程中只起到支架起自行車使之平衡和改變運(yùn)動(dòng)方向的作用。它是隨著后輪的運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)的，叫從動(dòng)輪，它在運(yùn)動(dòng)過程中阻礙了整個(gè)自行車的運(yùn)動(dòng)。故它受到的摩擦力的方向向后，屬于滾動(dòng)摩擦力，從它產(chǎn)生的效果來看屬于阻力。

（三）由摩擦力的概念來判斷

由摩擦力的概念來判斷，這需要學(xué)生對(duì)摩擦力的概念咬得比較準(zhǔn)。兩個(gè)相互接觸的物體，當(dāng)它們做相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢時(shí)，在接觸面上就會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力，就是摩擦力。這個(gè)概念對(duì)初中生來說還是比較抽象的，它的難理解之處就是“物體做相對(duì)運(yùn)動(dòng)或具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢”，這就要求學(xué)生能夠準(zhǔn)確地判斷出物體的運(yùn)動(dòng)情況，特別是當(dāng)兩個(gè)物體都在運(yùn)動(dòng)時(shí)（俗稱“打滑”），難度就加大了。判斷出了物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向，摩擦力的方向就不難判斷了，此時(shí)摩擦力的方向就與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反。

例如：在貨運(yùn)碼頭，貨物靠與傳送帶的摩擦力由低處送到高處，這個(gè)摩擦力的方向該怎么去判斷呢？根據(jù)摩擦力的概念，當(dāng)物體具有相對(duì)運(yùn)動(dòng)或相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢時(shí)，在接觸面上就會(huì)產(chǎn)生一種阻礙物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的力叫摩擦力。而此題中貨物有向下運(yùn)動(dòng)的趨勢，摩擦力就會(huì)阻礙物體沿著斜面向下運(yùn)動(dòng)。所以，該摩擦力的方向就應(yīng)該是沿著斜面向上。

二、滑動(dòng)摩擦力及滾動(dòng)摩擦力的方向判斷

滑動(dòng)摩擦力方向的判斷相對(duì)來說要比靜摩擦力方向的判斷簡單一些，從摩擦力的概念出發(fā)，要判斷它們的方向就要牢牢抓住與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，并確實(shí)理解相對(duì)運(yùn)動(dòng)的概念。而判斷物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向首先就要選取好參照物，一般情況下都是選取與其相接觸的另一個(gè)物體（施力物體）為參照物，先假定它是靜止不動(dòng)的，再去判斷物體（受力物體）相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向。那么與相對(duì)運(yùn)動(dòng)相反的方向就是摩擦力的方向。筆者在基層從事物理教學(xué)工作多年，發(fā)現(xiàn)有不少學(xué)生對(duì)滑動(dòng)摩擦力的方向有著片面的理解，他們認(rèn)為滑動(dòng)摩擦力的方向就是與物體運(yùn)動(dòng)的方向相反。“物體向左運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力的方向就向右；物體向右運(yùn)動(dòng)，滑動(dòng)摩擦力的方向就向左?！彼麄儼涯Σ亮Ω拍钪械摹芭c物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反”中的“相對(duì)”兩字給忽略了。

例如：如圖，物體A在物體B上，A、B都在向右運(yùn)動(dòng)，若vB>vA，A受到的摩擦力的方向如何？

分析：因?yàn)锳相對(duì)于B來說（以B為參照物）是向左運(yùn)動(dòng)的，那么根據(jù)物體受到的摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向相反，所以A受到B的摩擦力是向右的，與物體運(yùn)動(dòng)的方向是相同的。

滾動(dòng)摩擦力與滑動(dòng)摩擦力方向的判斷在方法上是相似的。其實(shí)，掌握了判斷的方法再去判斷摩擦力的方向就不那么難了。首先，用定義分清楚屬于哪一類摩擦力。其次，根據(jù)上面所說的方法和相應(yīng)的物理知識(shí)進(jìn)行判斷。最后，還可以進(jìn)行檢驗(yàn)，看這個(gè)摩擦力的方向是不是滿足已知條件或生活實(shí)際。掌握了上面的步驟，就好比有了對(duì)付摩擦力的“尚方寶劍”，再也不用怕摩擦力的學(xué)習(xí)了。