关于新课程中摩擦力突变的思考

陈丽翠

摘 要：受力情况决定运动情况，因此受力分析在运动学中是必不可少的，在重力、弹力、摩擦力三种性质的力的教学中，学生最难理解和分析的就是摩擦力了。而在摩擦力的教学中，静摩擦力部分是学生最难学懂、学会的内容了。学生对摩擦力的产生条件及方向的判断模糊不清，导致对是否存在摩擦力及摩擦力的方向判断存在困难。例如，物体在皮带的带动下做匀加速运动，当物体加速到与皮带的速度相同时，物体此后做什么运动？对此分析，学生存在困难。

关键词：新课程；摩擦力突变；传送带；思考

力是改变物体运动状态的原因，所以，正确的受力分析是正确判断物体运动情况的关键。力分析中关键是注意摩擦力的突变，特别是发生在物体的速度与传送带相同时。

现以传送带为例，将传送带常见的几种模型归纳如下，阐述解决这类问题的基本方法，找出解决这类问题的关键。

一、水平放置的传送带

物体刚放到A端时，物体相对传送带向后滑动，所以物体受到水平向右的滑动摩擦力，在滑动摩擦力的作用下向前做匀加速直线运动，学生不难判断出当加速到与皮带的速度相等时，还未到达B端，此后物体相对皮带静止，没受摩擦力的作用，以2 m/s的速度做匀速直线运动到B点。

二、倾斜放置的传送带

倾斜放置的传送带相对水平放置的传送带来说，学生解决这类问题，摩擦力的分析感觉难度较大，所以导致无法正确判断物体的运动情况。

例如：传送带与地面成夹角θ=37°，以10 m/s的速度逆时针转动，在传送带上端轻轻地放一个质量m=0.5 kg的物体，它与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知传送带AB的长度L=16 m，则物体从A到B需要的时间为多少？

由于受到定性思维的影响，平时常遇到物体在斜面上时受到的摩擦力沿斜面向上，因此误认为只要物体放在倾斜的传送带上受到的摩擦力也一定沿斜面向上，所以导致解决这类问题时常判断出错。授课中一定要强调物体放在传送带上后，开始阶段与传送带接触处的速度斜向下，物体相对传送带向上运动，所以物体受到向下的滑动摩擦力；因此物体由静止开始斜向下做匀加速直线运动，受力分析如图（a）所示。当物体加速到与传送带的速度相等时，还未运动到B端。

由于当物体加速到与传送带的速度相等时，摩擦力的大小和方向可以突变，所以此后物体的受力情况及运动情况的判断则更是难上加难。因此引导学生解决此类问题的突破口是应判断mgsinθ与Fmax=μmgcosθ的关系，若mgsinθ>Fmax=μmgcosθ，则物体与皮带仍继续发生相对滑动，相对皮带向下滑动，受到的摩擦力为滑动摩擦力，沿斜面向上，方向发生改变但是大小未发生改变，受力分析如图（b）所示。所以物体将继续沿斜面向下加速到B端；若mgsinθ≤Fmax=μmgcosθ，此后物体相对皮带静止，但有向下运动的趋势，所以受到沿斜面向上的静摩擦力的作用，摩擦力的大小和方向均发生变化，此后物体一直匀速运动到B端。

摩擦力的学习，与其他任何一个概念的学习一样，是一个循序渐进的过程，在这里只是以传送带为例来阐述个人的一点心得。遵循认知规律，紧密结合教材的特点，才能使学生理解并逐步深化摩擦力的规律，从而达到预期的教学目的。

（作者单位 福建省泉州市德化县第一中学）