浅析摩擦力的教学分析

熊曙光

摘要：摩擦力是初中物理教学的难点，是中考的一个重要考点，学生对摩擦力的大小、方向、有无的判断及摩擦力做功等问题普遍感到头痛。在教学过程中，针对以上问题，我对摩擦力产生条件，摩擦力大小、方向、有无判断等问题有针对性的展开教学，以解决学生在学习中存在的困难。

关键词：摩擦力产生条件；摩擦力方向；摩擦力大小；摩擦力有无

中图分类号：G633.7 文献标识码：B 文章编号：1672-1578（2018）27-0184-02

1.摩擦力的产生

初中教材对摩擦力的讲解比较简单，只讲到滑动摩擦力的相关知识点，而静摩擦力和滚动摩擦力也是中考的考点之一，所以需要老师在教学过程中补充讲解静摩擦力和滚动摩擦力的相关知识。

1.1 滑动摩擦力。

（1）定义：两个相互接触并挤压的物体，当它们之间具有相对运动的时候，就会在接触面上产生阻碍相对运动的力，这个力就是滑动摩擦力。

（2）产生条件：①接触面不光滑（接触面粗糙）。②两个物体相互接触并挤压（两物体间有压力）。③两物体间有相对运动。

1.2 静摩擦力。

（1）定义：两个相互接触并挤压的物体，当它们之间具有相对运动的趋势时，就会在接触面上产生阻碍相对运动趋势的力，这个力就是静摩擦力。

（2）产生条件：①接触面不光滑（即触面粗糙）。②两个物体相互接触并挤压（物体间有压力）。③两物体间有相对运动的趋势。

1.3 滚动摩擦力。

（1）定义：两个相互接触并挤压的物体，当一个物体在另一物体上滚动时，两物体间产生的阻碍物体滚动的力，这个力就是滚动摩擦力。

（2）产生条件：

①接触面不光滑（接触面粗糙）。②两个物体相互接触并挤压（两物体间有压力）。③两物体间相对滚动。

学生在学习的过程中，对于滑动摩擦力产生条件中的两物体间有相对运动、静摩擦力产生条件中的两物体间具有相对运动的趋势理解不到位，总是分不清楚到底什么是相对运动和相对运动的趋势。

2.摩擦力的方向

2.1 滑动摩擦力的方向：与物体的相对运动方向相反。

2.2 静摩擦力的方向：与物体的相对运动趋势方向相反。

不少同学存在着一种错误认识，认为摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反，并认为摩擦力总是阻碍物体的运动，是阻力。出现这种错误的原因主要是因为同学们对摩擦力的概念中的“相对”两个字理解不够而造成的。

例1：如图1所示，小木块A叠放在长木板B上，长木板放在水平地面上，现对B施加一水平向右的拉力F，使B由静止开始向右做匀加速运动，经过一段时间后，木块A将离开木板B，则A在木板上滑动时，A所受的摩擦力方向如何？

分析：当长木板B在力F的作用下向右做加速运动时，最开始A仍然保持静止状态。如果选择长木板B作为参照物，则小木块A在向左运动。所以A相对于B的相对运动方向向左，那么A受到的滑动摩擦力方向与相对方向相反就应该向右，如图2所示。由此可知，在本例中小木块A所受的摩擦力与A的运动方向相同，而不是相反。

通过对以上例题的分析，总结出以下方法帮助同学们分析摩擦力的方向：

（1）先判断相接触的两物体的运动方向。

（2）判断这两个物体间有无相对运动或相对运动趋势。

（3）再根据摩擦力的方向总跟相对运动或相对运动趋势的方向相反，去判断摩擦力的方向。

在教学过程中需要强调学生注意这样几个问题：

（1）不要把”物体的相对运动方向”与”物体的运动方向”等同。

（2）“相对”指的是研究对象相对与其接触的物体而言。

（3）滑动摩擦力的方向可能跟物体的运动方向相反，也可能跟运动方向相同。

3.摩擦力的大小

对于初中阶段的学生，教材没有给出摩擦力大小的具体计算公式，只是通过实验知道影响滑动摩擦力大小的因素为压力和接触面的粗糙程度，和用二力平衡的知识进行判断。

3.1 滑动摩擦力的大小。

例2：水平面上的物体在力F=5N的拉力作用下向右做匀速直线运动，求物体所受的摩擦力的大小。

分析：由于物体做匀速直线运动，所以物体处于平衡状态，根据二力平衡可得：Ff =F=5N。

3.2 静摩擦力的大小。

如图3所示，由二力平衡可知，静摩擦力的大小随推力的增大而增大F静=F。静摩擦力的大小由外部因素决定，当人的水平推力增大到某一值Fmax时候，物体就要滑动，此时静摩擦力达到最大值，我们把Fmax叫最大静摩擦力，两物体间的静摩擦力F静在0与最大静摩擦力Fmax之间，即0 < F静≤ Fmax。

所以，计算静摩擦力的一般方法也是利用二力平衡来求解。

4.摩擦力有无的判断

在实际教学工作中，判断摩擦力的有无主要有三种方法：

4.1 根据摩擦力产生的条件进行判断，若两物体间同时满足：（1）两物体间有压力；（2）接触面粗糙；（3）两物体间有相对运动或有相对运动的趋势，则两物体间存在着摩擦力。另外，同学们对相对运动的趋势也不好理解。在教学中，我也用假设法进行判断：即先假设两接触面间是光滑的，则物体向哪个方向运动，就有哪个方向的运动趋势。

4.2 用假设法判断摩擦力的存在。即先假设两物体间有或没有摩擦力，则根据题目中给出的条件进行判断，若与题目中给出的情景（运动状态）相同，则我们的假设成立，否则就不成立。

4.3 根据运动状态（平衡法）进行判断摩擦力的有无。在一些问题，根据物体处于静止或匀速运动状态，也可判断摩擦力的有无。

例4：如图4所示，两木块A、B叠放在一起置于水平地面上，现在A木块上施加一个水平向右的拉力F，使A、B两木块一起向右做匀速直线运动，试分析并画出A、B两木块的受力示意图。

分析：对学生来说，本题中木块所受的重力、支持力、压力等比较容易分析出来，但是摩擦力就相对比较复杂，所以摩擦力的分析尤为重要，而判断摩擦力的有无则更是關键，本例中我们将根据摩擦力的产生条件和平衡法来判断摩擦力的种类和有无。

木块A：由于木块A所受的重力和支持力相对较为简单，所以在这不过多阐述。由题可知，木块A在拉力F的作用下，相对于木块B有向右运动的趋势，所以将受到与相对运动趋势相反的静摩擦力F静，方向向左，施力物体为木块B（此时也可用二力平衡的方法判断出静摩擦力的）。如图5所示为A木块的受力示意图。

木块B：因为木块B不仅与木块A接触，还与地面直接接触，所以木块B所受的摩擦力较为复杂。我们先分析A、B接触面上的摩擦力，由于木块B相对于木块A有向左运动的趋势，所以将受到与相对运动趋势相反的静摩擦力F'静，方向向右，施力物体为木块A（此时F'静也可用物体间力的作用是相互的来进行判断）；接下来我们分析B与地面间的摩擦力，由于木块B相对于地面在向右运动，所以将受到与相对运动相反的滑动摩擦力F动，方向向左，施力物体为地面（此时也可用二力平衡的方法判断出滑动摩擦力）。如图6所示为B木块的受力示意图。

摩擦力教学虽然是初中的一个教学难点，但只要我们遵循摩擦力的教学规律，讲清以上几个摩擦力的知识点，就能使同学们掌握这个教学难点，从而使难点不难。

参考文献：

[1] 人民教育出版社课程教材研究所 组编《义务教育教科书·物理八年级下册》，人民教育出版社，2011.

[3] 李禾雨主编.《浅谈摩擦力的探究教学》[J].科学教育家，2008，（4）.