再谈“摩擦力”的教学

许春芳

摘要：摩擦力是高中力学教学的重点和难点之一，正确认识摩擦力，对学生学习后面的知识有着至关重要的作用，而且摩擦力的学习历来也是学生感到头疼的问题，如何组织好有关摩擦力的教学是高中物理教学中一个重要课题。本文以摩擦力的“四要素”为突破口，尝试解决这一教学难点。

关键词：教学 静摩擦力 滑动摩擦力 判断

【中图分类号】G633.7

对于刚从初中升入高中的學生来说，高中物理是学生认为比较难学的科目，其中对一些物理量，尤其是矢量概念的理解是很重要的因素。新课标教材《物理1》从运动学开始，目的就是降低台阶，采用循序渐进的原因对一些核心概念（如：速度、加速度和力等）层层深入阐述。本节内容是在初中摩擦力知识基础上的延伸和拓展，但学生受初中物理前概念的影响较深，实际教学中还是有很多学生对摩擦力，特别是静摩擦力的矢量性不能理解，在解决问题时还是经常出现问题，从而打击他们学习物理的信心。由于摩擦力问题的复杂性，且在具体问题中又表现出“动中有静，静中有动”，尤其静摩擦力在许多情形下又是“若有若无，方向不定”，因此，教师在教学中一定要讲清、讲透摩擦力的有无、方向、大小及作用效果，从而使学生顺利逾越“摩擦力”这个横在学生面前的“鸿沟”。

一、摩擦力的“概念”教学，挖掘内涵是关键

摩擦力的概念非常抽象，深刻挖掘其内涵对于理解摩擦力的产生条件以及方向判定非常重要。笔者在教学时就用通俗易懂的例子来启发学生，帮助他们理解摩擦力的概念。

讲到“静摩擦力”的概念时举例：将黑板擦用手指按压在黑板上不动，问学生：“黑板擦受到摩擦力的作用吗？如果有，方向怎样？”引导学生分析具体问题，激发学习兴趣。

讲到摩擦力的产生条件时问：“接触的物体之间一定有摩擦力吗？”学生的回答不尽相同。这时教师继续演示：将黑板擦用手指按压在黑板上，待会儿松手，问：“黑板擦沿黑板向下运动过程中受到摩擦力作用吗？”“受到”学生回答，教师进一步分析，由于撤掉了压力，黑板擦就不可能再受到摩擦力作用了。总结得出摩擦力与弹力的关系：物体间存在摩擦力作用，就一定有弹力，；反之，有弹力作用的两物体间不一定有摩擦力.

二、摩擦力的“方向”教学，判断方法有新招

摩擦力的方向是教学的重点和难点，教科书指出：“静摩擦力的方向总是沿接触面，并且跟物体间相对运动趋势方向相反”，教学中首先要强调静摩擦力方向的方位：“总是沿接触面”，如果接触面是曲面，静摩擦力的方向与接触面相切。举例：人行走时后脚所受摩擦力的方向就是向前，因为后脚相对于地面有向后运动的趋势。

在教学中，我发现这种方法对于基础一般的学生很难真正掌握，其原因在于：一是相对运动趋势的方向难判定，比如：“拉动桌子，让桌上的书与它一起向右加速运动，判断书所受摩擦力的方向”，书的真实运动向右，相对运动趋势却向左。二是虽说只是简单的相反，但将原来的判断结果颠倒一次，多了一道程序，使本不简单的判断更不简单。事实上，只有摩擦力作为阻力时，方向才有一个相反的感觉，而这又恰恰误导了很多学生把摩擦力只作为阻力看待和处理。考虑到上面提到的困难，笔者归纳出一种新的判断摩擦力方向的方法：“摩擦力的方向就是该力产生效果的方向”，即：动力（促进）或阻力的效果，下面采用这个方法再解决上面的问题，书是在摩擦力作用下向右运动的，故所受摩擦力方向向右。

总之，“摩擦力的方向就是该力产生效果的方向”有效避免了教材方法理解和应用的困难。理解起来直接而直观，应用起来也简单明了。教学中只要稍加启发，学生就可归纳总结出来。

三、摩擦力的“大小”教学，“一刀切”的思想是前提

静摩擦力的大小随着沿相对运动趋势方向的外力的增大而增大，不是一个定值.静摩擦力的大小介于0和Fmax，即0

滑动摩擦力的大小跟运动速度无关，跟接触面积无关，由公式Fμ=μFN计算.值得注意的是压力FN应当由平衡条件或牛顿运动定律来求，其大小不一定等于物体的重力.下面举例说明摩擦力大小的求解方法之大不同：

例：如图所示，水平面上有一重为40 N的物体，受到F1=13 N和F2=6 N的水平力作用而保持静止.已知物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.2.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求：

（1）物体所受的摩擦力的大小与方向.

（2）若只将F1撤去，物体受到的摩擦力的大小和方向.

（3）若撤去的力不是F1而是F2，则物体受到的摩擦力的大小、方向又如何？

【解析】 （1）设物体相对地面静止，则有

F1=F2+Ff，得Ff=7 N

而fm=μFN=μmg=8 N>Ff

故物体没动，受的静摩擦力为7 N，方向向右.

（2）撤去F1后，Ff1=F2=6 N

故物体受静摩擦力，大小为6 N，方向向左.

（3）撤去F2后，因F1>Ffm，物体将向左运动，受到滑动摩擦力作用Ff2=8 N，方向向右.

四、摩擦力的“作用效果”教学，理解“阻碍”的涵义很重要

通过以上的阐述，不难发现，运动的物体可以受到静摩擦力的作用，静摩擦力阻碍的是相对运动趋势，而不是物体的运动，而且这个摩擦力还可以是动力，如上例当中的书；再如：一小物体放在水平圆盘上，随圆盘绕中心轴匀速转动，小物体受到指向圆心的静摩擦力作用，这一摩擦力提供了向心力，只改变速度的方向，对小物体不做功。反之，静止的物体也可以受到滑动摩擦力的作用，如教材中“问题与练习2（4）瓶子压着一张纸条，扶住瓶子把纸条抽出”分析瓶子所受摩擦力时，瓶子虽然是静止的，但它与纸条之间发生了相对运动，所以瓶子受到的是滑动摩擦力，方向与抽出纸条的方向相同，这个滑动摩擦力对瓶子没有做功。当然，滑动摩擦力阻碍的也是相对运动，而不是物体的运动，比如：轻放在运动的水平传送带上的物块，在刚开始的一段时间内，受到与传送带运动方向相同的滑动摩擦力作用，此过程中正是滑动摩擦力提供了物块运动的动力。

总而言之，在摩擦力的教学中，既要讲清摩擦力产生的条件，又要强调摩擦力有无、方向的判断，还要让学生掌握摩擦力大小的计算.计算时，首先要分析物体的运动状态，判断物体所受的摩擦力是静摩擦力还是滑动摩擦力，然后再进行计算.

参考文献

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[4]周鸿雁.例说摩擦力的做功特点[J]. 中学物理教学参考.2004（7）14-15