高中物理摩擦力教学的几点建议

王明超

（山东省淄博市第十一中学）

高中物理摩擦力教学的几点建议

王明超

（山东省淄博市第十一中学）

摩擦力是三类常见性质力中理解难度最大、命题考查频率最高的一类力，在很多综合性的题目中也有对摩擦力的考查，因此，弄清楚有关摩擦力的概念和内涵非常重要。

摩擦力；相对运动；相对运动趋势

关于摩擦力的内容是在高一上学期学到的，在关于摩擦力的课堂教学中，笔者有以下几点建议：

一、关于摩擦力的定义

人教版《物理（必修一）》中对摩擦力的定义是：“两个相互接触的两个物体，当它们发生相对运动或具有相对运动的趋势时，会在接触面上产生阻碍相对运动或相对运动趋势的力，这种力叫做摩擦力。”上课时，需要向学生阐明三点：第一，需要向学生说明弹力与摩擦力存在的关系。定义中包含产生摩擦力的条件：两物体直接接触、有弹性形变、有相对运动或相对运动趋势以及接触面不光滑。前两条是产生弹力的条件，因此需要向学生说明弹力和摩擦力存在的关系：有弹力不一定有摩擦力，有摩擦力一定有弹力；存在弹力是产生摩擦力的一个必要条件，有弹力不一定有摩擦力，但没有弹力一定没有摩擦力。第二，要说明“相对”的含义。一般的运动没有特别说明，都是以地面为参考系。为什么这个地方要有“相对”两字呢？此处特指“直接接触的两个物体”相互参考，而不是参考其他物体。第三，动摩擦力是阻碍物体间相对运动的摩擦力，静摩擦力阻碍的是物体间的相对运动趋势吗？笔者觉得对静摩擦力的定义有点不准确。正是因为物体间有相对运动趋势，才有的静摩擦力，如果摩擦力阻碍了物体间的相对运动趋势，就没有相对运动趋势了，那样也就没有静摩擦力了。笔者认为，阻碍的应当是“相对运动的发生”，而不是相对运动的趋势。

二、关于摩擦力的方向和大小

静摩擦力的方向是平行于接触面与物体相对运动趋势的方向相反，所以，确定物体相对运动趋势的方向非常关键。运动趋势就是一种要向什么方向发生运动的倾向，需要学生自己去体会。比如一个人在水平面上正常走路时，人的身体虽然相对于地面是运动的，但与地面接触的脚掌与地面却是相对静止的，故人受到的是静摩擦力。前脚和后脚受到的静摩擦力的方向一样吗？后脚相对于地面有向后运动的趋势，受到的摩擦力向前，而前脚有向前的运动趋势（相对于地面），受到的摩擦力向后。而学生缺乏生活中的体验，理解时有一定的难度，可以设想放一块西瓜皮在脚下，体会脚的滑动方向，借此感受正常时脚的相对运动方向。动摩擦力的方向相对较容易一些，只要能明确相对运动的方向就可以了。关于摩擦力的大小，在很多题目的求解中，学生出错的原因不是记不住公式和方法，而是没有弄清楚是什么摩擦力。静摩擦力的求解一般利用二力平衡或牛顿第二定律来求，最大静摩擦力约等于滑动摩擦力时，才用公式算一下；动摩擦力一般利用公式f=滋N来求。还要注意摩擦力与物体间压力的关系：一般静摩擦力的大小与物体间的压力大小无关，但最大静摩擦力与物体间的压力成正比，动摩擦力大小与压力大小成正比。

三、关于摩擦力的作用效果

摩擦力，既可指动摩擦力，也可指静摩擦力，由于生活经验的积累和认知不足，大多数学生都认为摩擦力一定是阻力，总是阻碍物体的运动或发生运动。真的是这样吗？不是的。摩擦力的方向是与相对运动或相对运动趋势的方向相反，作用效果自然是阻碍相对运动或相对运动的发生，不一定阻碍物体的运动。例如，集装箱内的货物，在汽车加速起动时，货物相对于车厢有向后的运动趋势，受到的静摩擦力向前，与货物的运动方向相同，是动力；刹车时，货物相对于车厢有向前运动的趋势，受到向后的静摩擦力，是阻力。摩擦力是动力还是阻力取决于它的方向与物体运动的方向是相同（或成锐角）还是相反（或成钝角），前者是动力，后者是阻力，与其他因素无关。

四、仍需强调的问题

第一，分不清摩擦力是静摩擦力还是动摩擦力，有同学总是觉得：运动的物体受到的摩擦力就是动摩擦力，静止的物体受到的摩擦力就是静摩擦力。产生这种认识的根源还是没有真正理解“相对运动”与“运动”的区别。动摩擦力实际上就是产生在“相对运动”的物体之间的摩擦力，“相对运动”的物体不一定真“运动”；静摩擦力也就是产生在“相对静止”的两个物体之间的摩擦力，“相对静止”的物体也不一定真“静止”。也就是说，运动的物体也可以受静摩擦力的作用，静止的物体也可以受到动摩擦力的作用。例如，随传送带从低处上升到高处的货物，在上升的过程中，货物与传送带“相对静止”，但它是运动的，受到静摩擦力的作用；在桌面上滑动某一物体，桌子是静止的，但与物体却是相对运动的，桌子受到的摩擦力为动摩擦力。总之，是静摩擦力还是动摩擦力取决于两个物体是相对静止还是相对运动，而不是运动或静止。

第二，求摩擦力大小的方法。一定要先确定是静摩擦力还是动摩擦力，主要判断摩擦力是发生在两个“相对静止”的物体之间还是两个“相对运动”的物体之间。然后再求大小，静摩擦力一般依据二力平衡，动摩擦力利用公式来求。还有关于静摩擦力的两点需要说明：一是静摩擦力是一种“被迫力”，原因是它的大小和方向会随着物体的相对运动趋势的方向和强弱的变化而瞬间变化，当然都在最大静摩擦力的范围以内。二是一般摩擦力大小与压力无关，最大静摩擦力与压力成正比。

第三，两物体间的最大静摩擦力。最大静摩擦力是两物体间静摩擦力的最大值，与物体间的正压力成正比，与物体间的静摩擦因数成正比。对此，不要求学生进行定量计算，能定性理解即可。正常情况下，最大静摩擦力比滑动摩擦力稍大一点，没有特别说明，我们可以认为最大静摩擦力与滑动摩擦力近似相等。

学无止境，气有浩然，愿这几点建议能对高中的老师和同学有所帮助。

［1］阿卜杜热伊木·如则.浅谈让学生掌握摩擦力概念特点的有效方法［J］.新课程学习（下旬），2013.

［2］禇松华.摩擦力教学的几点建议［J］.物理教学，1980（3）.

·编辑薄跃华