“个性标签”让物理规律“鲜活”起来

陶建燕

【内容摘要】在人际交往中，如果知道对方的个性，就容易把握好交往的度，从而占据主动，在物理教学中，若也能给一些重难点贴上“个性标签”，让物理规律“鲜活”起来，应对起来必能容易不少。受力分析是高中物理教学的重点和难点，其中尤以摩擦力为最，学生的错误大多是因为不了解摩擦力“善变”的“个性特点”而造成。

【关键词】摩擦力 善变 个性 多过程

在很多学生眼里，物理学高深莫测、晦涩难懂，从而产生畏难情绪，对物理的学习产生了巨大的阻碍。兵法有云：“知己知彼，百战不殆”，若能在教学过程中引导学生将某些物理知识点尤其是重点难点拟人化，归纳出其“个性特点”，贴上“个性标签”，那么这些物理规律也就“鲜活”起来了，而不再是书上那一个个冷冰冰的结论。

在高中物理教学中摩擦力是继弹力之后的又一个接触力，是高中物理的重点内容，不但是力学的基础，也是组成整个高中物理知识的一块基石。另外，摩擦力问题中又常表现出动中有静，静中有动，这对于初学者来说真是扑朔迷离，难以理解，是高中物理学习中的一大难点。教学过程中主要是多引导学生紧扣摩擦力的产生条件及其大小、方向，归纳体会摩擦力“善变”的“个性”，并因势利导，帮助学生认清摩擦力。

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，这种力叫作摩擦力。”定义中包含两种摩擦力产生的条件和方向，其中“相对”的含义理解，就是关键。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，一般的运动没有特别说明，都是以地面为参考系。当物体的速度发生变化时，两者的相对运动关系也可能发生变化，从而摩擦力的性质发生变化。所以解題过程中要有发展的眼光，多问问自己“然后呢？”。

例如 如图所示，倾角为θ=30°的传送带始终保持以v=5 m/s的速率顺时针匀速转动，AB两端距离d=5m.现将一木箱（可视为质点）无初速度从A端放上传送带，木箱与传送带动摩擦因数μ=32，取g=10 m/s2，求木箱从A端运动到B端所用的时间。

真可谓“动中有静，静中有动”，关键就是抓住变化的原因和时机。两个原相对运动的物体当速度变为相等时可能突变为相对静止，而原本相对静止的物体若切向外力或加速度变化可能会突变为相对运动。

二、关于摩擦力的方向

动摩擦力的方向与相对运动的方向相反。当物体的速度发生变化时，两者的相对运动关系也可能发生变化，不仅摩擦力的性质可能发生变化，摩擦力的方向也可能发生变化。像上例中原来向下的摩擦力就在木箱运动到与传送带速度相同时发生了改变：若mgsin 30°<μmgcos 30°，变为向上的静摩擦力;若mgsinθ>μmgcosθ，变为向上的动摩擦力。

动摩擦力常会在速度变为相等后改变相对运动的方向，从而改变力的方向。静摩擦力也会在切向外力或加速度变化时改变方向。

三、关于摩擦力的大小

静摩擦力一般利用二力平衡或牛顿第二定律来求解，取决于切向的外力和加速度，当外力或加速度发生变化时，静摩擦力的大小也会随之变化;动摩擦力与物体间的压力大小成正比，一般由公式f=μFN来求，当情景发生变化时，FN可能发生变化了，摩擦力的大小也就变化了。

例如：如图所示，质量为10 kg的物体A拴在一个被水平拉伸的弹簧一端，弹簧的拉力为5 N时，物体A处于静止状态.若小车以0.6 m/s2的加速度向右运动，则（）

A.物体A相对小车向右运动

B.物体A受到的摩擦力减小

C.物体A受到的摩擦力大小不变

D.物体A受到的弹簧的拉力增大

分析：水平方向上，由原平衡得f=F弹=5 N，方向水平向左;现有了加速度，由牛顿第二定律得F弹-f'=ma，所以摩擦力突变为f'=-1N，负号表示方向变成了水平向右。

又如图所示，质量为1 kg的小球穿在固定的直杆上，杆与水平方向成37°角，球与杆间的动摩擦因数μ=0.5，小球在竖直向上的大小为20 N的拉力F作用下，从离杆的下端0.24 m处由静止开始向上运动，经过1 s撤去拉力，取g=10 m/s2，sin 37°=0.6，cos 37°=0.8，求：

（1）撤去拉力前，小球沿杆上滑的加速度大小;

（2）小球沿杆上滑的最大距离;

可见，摩擦力会根据条件的变化，种类、大小、方向也跟着变化，在多运动过程中，每个过程都要重新分析摩擦力。所以，我们在教学过程中要不断强调它的“善变”特性，能让同学们看到摩擦力就想起它是善变的，有了这种了解就会防备，也会更注意过程的分析而发现其中的变化。

高中物理中像摩擦力一样具有强烈“个性特点”的物理量或物理规律还有很多，比如向心力、向心加速度概念中的“向心”二字就是能充分体现这两个物理量特性的关键词;再比如，电磁感应中的楞次定律就充分体现了感应电流的“叛逆”。在教学过程中我们不妨多重视挖掘点物理量或物理规律的特性，从而提练出关键词，贴上“个性标签”，让这些物理量或物理规律“鲜活”起来，帮助学生更快认清和掌握它们。

【参考文献】

[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]褚松华.摩擦力教学的几点建议[J].物理教学，1980（3）.

【本文系苏州市教育科学“十三五”规划2016年度课题（立项编号：16032060）“基于提升学生核心素养的初高中物理教学衔接的实践与研究”阶段性成果之一.】

（作者单位：江苏省震泽中学）