转盘上的物体所受静摩擦力分析

魏胜利

摘 要：本文在惯性系中利用几何微元法的同时，建立了以转动圆盘为参照的非惯性系，引入惯性离心力，对水平转动圆盘上物体所受静摩擦力的方向进行分析。进一步阐述了“静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反”这一表述中“相对”二字的深刻含义，即“相对”为与和它接触的物体之间的相对，而非相对于地面或其他。

关键词：静摩擦力；转动圆盘；惯性系；非惯性系

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0034-2

引 言

摩擦力一直是中学物理的重要概念，尤其是静摩擦力的方向的判定，更是力学教学中的难点。正确判定静摩擦力的方向必须深刻理解“静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反”这一科学表述的含义。在教学过程中讲授静摩擦力方向时，常采用假设法，即先假设接触面光滑，然后再判断物体在主动力作用下可能发生的相对运动方向，则静摩擦力便与该方向相反。然而，在一些具体事例中，若对“相对”二字的理解不够深刻，往往会对摩擦力方向的正确判定带来困难。如在匀速圆周运动中分析向心力时，常常会遇到如下“经典模型”：

结 论

通过上述对水平转盘上的物体受到的静摩擦力方向的分析判定，我们可以从两个不同的侧面认识到静摩擦力的复杂性。其中，“静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反”的表述中“相对”二字更是包含了丰富的物理含义。几何微元法的详尽阐述说明了“物体的运动趋势”是“相对”与之接触的那个物体而言的，而非地面或其他。同时，还建立了以转盘为参照的非惯性系，引入惯性离心力，从动力学角度出发，分析了静摩擦力的大小和方向。在圆盘转动模型中，静摩擦力提供向心力，大小为mrω2，方向沿半径指向圆心。如此，从学生的疑惑入手，层层展开，有助于提升学生对静摩擦力和微元思想的理解，对培养学生的思辨能力和学习物理的情感态度具有深远的意义。

参考文献：

[1]周异平.转盘上物体十个问与答[J].物理教学，2009，（2）：31.

[2]大学物理学（一）力学（第2版）[M].北京：清华大学出版社，1999.

[3]张红.在匀速水平转动着的光滑圆盘上的物体究竟怎样的运动[J].物理教师，1999，（12）：20.

（栏目编辑 李富强）

摘 要：本文在惯性系中利用几何微元法的同时，建立了以转动圆盘为参照的非惯性系，引入惯性离心力，对水平转动圆盘上物体所受静摩擦力的方向进行分析。进一步阐述了“静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反”这一表述中“相对”二字的深刻含义，即“相对”为与和它接触的物体之间的相对，而非相对于地面或其他。

关键词：静摩擦力；转动圆盘；惯性系；非惯性系

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0034-2

引 言

摩擦力一直是中学物理的重要概念，尤其是静摩擦力的方向的判定，更是力学教学中的难点。正确判定静摩擦力的方向必须深刻理解“静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反”这一科学表述的含义。在教学过程中讲授静摩擦力方向时，常采用假设法，即先假设接触面光滑，然后再判断物体在主动力作用下可能发生的相对运动方向，则静摩擦力便与该方向相反。然而，在一些具体事例中，若对“相对”二字的理解不够深刻，往往会对摩擦力方向的正确判定带来困难。如在匀速圆周运动中分析向心力时，常常会遇到如下“经典模型”：

结 论

通过上述对水平转盘上的物体受到的静摩擦力方向的分析判定，我们可以从两个不同的侧面认识到静摩擦力的复杂性。其中，“静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反”的表述中“相对”二字更是包含了丰富的物理含义。几何微元法的详尽阐述说明了“物体的运动趋势”是“相对”与之接触的那个物体而言的，而非地面或其他。同时，还建立了以转盘为参照的非惯性系，引入惯性离心力，从动力学角度出发，分析了静摩擦力的大小和方向。在圆盘转动模型中，静摩擦力提供向心力，大小为mrω2，方向沿半径指向圆心。如此，从学生的疑惑入手，层层展开，有助于提升学生对静摩擦力和微元思想的理解，对培养学生的思辨能力和学习物理的情感态度具有深远的意义。

参考文献：

[1]周异平.转盘上物体十个问与答[J].物理教学，2009，（2）：31.

[2]大学物理学（一）力学（第2版）[M].北京：清华大学出版社，1999.

[3]张红.在匀速水平转动着的光滑圆盘上的物体究竟怎样的运动[J].物理教师，1999，（12）：20.

（栏目编辑 李富强）

摘 要：本文在惯性系中利用几何微元法的同时，建立了以转动圆盘为参照的非惯性系，引入惯性离心力，对水平转动圆盘上物体所受静摩擦力的方向进行分析。进一步阐述了“静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反”这一表述中“相对”二字的深刻含义，即“相对”为与和它接触的物体之间的相对，而非相对于地面或其他。

关键词：静摩擦力；转动圆盘；惯性系；非惯性系

中图分类号：G633.7 文献标识码：A 文章编号：1003-6148（2014）8（S）-0034-2

引 言

摩擦力一直是中学物理的重要概念，尤其是静摩擦力的方向的判定，更是力学教学中的难点。正确判定静摩擦力的方向必须深刻理解“静摩擦力的方向与相对运动趋势方向相反”这一科学表述的含义。在教学过程中讲授静摩擦力方向时，常采用假设法，即先假设接触面光滑，然后再判断物体在主动力作用下可能发生的相对运动方向，则静摩擦力便与该方向相反。然而，在一些具体事例中，若对“相对”二字的理解不够深刻，往往会对摩擦力方向的正确判定带来困难。如在匀速圆周运动中分析向心力时，常常会遇到如下“经典模型”：

结 论

通过上述对水平转盘上的物体受到的静摩擦力方向的分析判定，我们可以从两个不同的侧面认识到静摩擦力的复杂性。其中，“静摩擦力方向与相对运动趋势方向相反”的表述中“相对”二字更是包含了丰富的物理含义。几何微元法的详尽阐述说明了“物体的运动趋势”是“相对”与之接触的那个物体而言的，而非地面或其他。同时，还建立了以转盘为参照的非惯性系，引入惯性离心力，从动力学角度出发，分析了静摩擦力的大小和方向。在圆盘转动模型中，静摩擦力提供向心力，大小为mrω2，方向沿半径指向圆心。如此，从学生的疑惑入手，层层展开，有助于提升学生对静摩擦力和微元思想的理解，对培养学生的思辨能力和学习物理的情感态度具有深远的意义。

参考文献：

[1]周异平.转盘上物体十个问与答[J].物理教学，2009，（2）：31.

[2]大学物理学（一）力学（第2版）[M].北京：清华大学出版社，1999.

[3]张红.在匀速水平转动着的光滑圆盘上的物体究竟怎样的运动[J].物理教师，1999，（12）：20.

（栏目编辑 李富强）