浅谈“摩擦力”的教学研究

宋伟

【摘要】摩擦力是相互接触的物体作相对运动，或有相对运动的趋势时产生阻碍相对运动的作用力，摩擦力的教学是中学物理的一个重要内容，也是教学难点之一。如何合理地运用各种教学方法和教学手段帮助学生正确认识摩擦现象和摩擦力？本文对此提出个人的一些看法，供参考。

【关键词】物理教学 中学物理 摩擦力 教学研究

【中图分类号】G633.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）10-0177-01

一、摩擦力教学中常见的教学问题

从我国中学物理学科的课程设置来看，力学部分是中学生较先学习的物理知识，而摩擦力的知识是力学中的重点，也是难点。笔者通过近几年的教学经验总结出摩擦力教学中常会遇到的问题以及解决办法：

（1）学生经常会受到一些日常生活经验的干扰。例如：摩擦力总是阻碍物体运动的、只有浮在液面上的物体才受到浮力、同时落下的重物体和轻物体等等。[1]

（2）学生对摩擦力的认识不足。尤其是在摩擦力的方向上经常判断不准确。

（3）学生的抽象思维能力存在不足。在摩擦力的概念形成过程中，有时研究的对象本身是很抽象的，同时学生又是第一次学习这个概念，如果其中有一步思维受阻，那么对这一概念就理解的不透彻[2]

针对上述教学中常见的问题，下面针对学生如何判断有无摩擦力及其摩擦力的方向（主要是针对静摩擦力的方向）进行研究。

二、摩擦力教学的案例分析

下面给出“研究摩擦力”的教学设计案例，进一步明确“静摩擦力”的有无及方向判断。要求学生对摩擦力知识掌握有一定基础。

（一）对最大静摩擦力的理解

在静摩擦力中出现的摩擦力称为静摩擦力。当切向外力逐渐增大但两个物体仍保持相对静止时，静摩擦力随着切向外力的增大而增大。但静摩擦力的增大只能达到某一最大值，当切向外力的大小大于这个最大值时，两个物体将由相对静止进入相对滑动状态，静摩擦力的这个最大值称为最大静摩擦力。最大静摩擦力的大小与两个物体接触面之间的正压力N成正比，即Fmax=μN。用Fmax表示最大静摩擦力，N表示正压力，其中比例常数μ叫作静摩擦系数，是一个没有单位的数值。μ和基础面的材料、光滑粗糙程度、干湿情况等因素有关，而与接触面的大小无关。

（二）改变滑动摩擦力的方法

滑动摩擦力的大小与两个物体之间的正压力及两个物体的表面粗糙程度有关，压力越大，表面越粗糙，摩擦力越大。

1.摩擦力的大小与接触面的压力大小有关，接触面粗糙程度一定时，压力越大，摩擦力越大。生活中我们有这样的常识，当自行车车胎气不足的时候骑起来更费力一些。

2.当正压力一定时，改变接触面间的粗糙程度就可以改变摩擦力的大小，如：古代的车，轮和轴之间直接摩擦很容易损坏，现在轮和轴之间有了轴承，减少了摩擦，车快了，而且不容易损坏。钟表加油可以减少摩擦力，使走时更准确。滑冰场上，工作人员经常打扫冰面使它平整，可减少摩擦，加快滑冰的速度。

（三）求摩擦力的一般方法

1.条件法

根据静摩擦力产生的条件来判断，这是分析静摩擦力最直接、最简单的方法。如下圖所示，甲图中，在粗糙水平面上有一个三角形木块，在它的两个粗糙斜面上分别放有两个质量为m1和m2的小木块。已知三角形木块和两个小木块都是静止的，试分析粗糙水平面对三角形木块的摩擦力。

分析：三角形木块和两个小木块都静止，则可将三者看成一个整体，如上图乙所示，整体在竖直方向受到重力和水平面的支持力作用，合力为零；在水平方向没有受到其他的作用，没有相对于水平面运动的趋势，因此粗糙水平面上对三角形木块没有静摩擦力。

2.假设法

假设不存在静摩擦力，分析物体将会发生怎样的相对运动，从而确定静摩擦力的作用效果。如图所示，杆AB静止在直角墙上，墙的竖直部分光滑，水平部分粗糙，试分析杆受到的静摩擦力。

分析：假设杆没有收到静摩擦力，那么杆的B端会向右滑动，说明杆的B端收到水平向左的静摩擦力作用，阻碍杆相对地面向右运动的趋势。

教学建议如下：

根据以上研究，本人想对摩擦力这课的教学上提供以下建议：

（1）重视科学探究方法在探究摩擦力的有关内容的应用，落实探究过程，强化过程细节。

（2）重视知识与生活实践的联系，关注生活实例，学生从实例中找到问题的答案。

（3）重视学生基本能力的培养。

如记录表格的设计、数据的分析、作图训练……提高学生的学习能力。

（4）重视学生参与学习活动的积极性，协调学生之间的差异。

在实际教学中坚持以试验为“引”，启发学生的“思”，激发学生的“研”，才能达到培养学生的科学精神，形成正确的世界观。

在摩擦力的教学中，教师应该注重教学的逻辑性，重视培养学生的科学思维能力，让学生在解决完问题时获得荣誉感，同时又进入了一个新的问题，使同学们在不知不觉中翻过了一座座大山。教师应该引导学生去解决问题，训练并提高学生物体思维能力和解决实际问题的能力。

另外，可以通过实验更好的帮助学生理解摩擦力，同时通过实验还可以增加趣味性。本人主张多用实际生活中的各种小实例，以便同学们有更加深刻的体会。

总之，教师在教学过程中，要在同学们扎扎实实掌握住基本知识之后，在运用各种方法解决问题才会得心应手，避免知识和生活经验混淆。

参考文献：

[1]李禾雨.浅谈摩擦力的探究教学.科学教育家，2008（4）

[2]梁绍荣.普通物理学第一分册力学[M].高等教育出版社，2003.