摩擦力相關(guān)規(guī)律易混淆的原因分析

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1、小實(shí)驗(yàn)、大文章――從摩擦力教學(xué)中易混淆物理規(guī)律的區(qū)分談起郭勇　　江蘇省豐縣中學(xué)　221700　fxzxgy@sohu.com一、摩擦力相關(guān)規(guī)律易混淆的原因分析學(xué)生在學(xué)習(xí)摩擦力概念時(shí)，有幾種說(shuō)法較難理解、記憶，容易混淆，導(dǎo)致學(xué)生解答摩擦力問(wèn)題時(shí)常出現(xiàn)錯(cuò)誤。筆者對(duì)學(xué)生錯(cuò)誤的原因歸類(lèi)，總結(jié)了以下幾點(diǎn)：一是概念名稱(chēng)造成的誤解。摩擦力分為“靜”摩擦力、“滑動(dòng)”摩擦力，學(xué)生很容易從字面上去理解這兩個(gè)概念，認(rèn)為“靜”摩擦力是“靜止”的物體才可以受到的作用力，“滑動(dòng)”摩擦力是“滑動(dòng)”的物體才可以受到的作用力。二是概念內(nèi)容

2、理解不準(zhǔn)確。靜摩擦力是發(fā)生在相對(duì)靜止的物體間，阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以概念應(yīng)理解為：受靜摩擦力作用的物體只是物體間保持相對(duì)靜止，而物體不一定是靜止的。同樣，滑動(dòng)摩擦力是發(fā)生在相對(duì)滑動(dòng)的物體間，阻礙物體間相對(duì)運(yùn)動(dòng)，所以概念應(yīng)理解為：滑動(dòng)摩擦力只是作用于相對(duì)滑動(dòng)的物體之間，只要物體間存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)就可能受到滑動(dòng)摩擦力作用，但其中的物體不一定都運(yùn)動(dòng)。三是日常生活現(xiàn)象對(duì)摩擦力的理解造成的負(fù)遷移。比如，騎自行車(chē)時(shí)如不再蹬腳踏板，自行車(chē)的車(chē)速會(huì)逐漸減小，直到停下來(lái)，我們通常說(shuō)車(chē)與地面存在摩擦力，阻礙車(chē)的運(yùn)動(dòng)，力的

3、方向與運(yùn)動(dòng)方向相反，摩擦力是阻力。這種情景深深的印入了學(xué)生的記憶，造成學(xué)生存在一種錯(cuò)誤的潛意識(shí)：摩擦力是運(yùn)動(dòng)中的阻力。四是在摩擦力的教學(xué)時(shí)較多從理論上分析，少?gòu)膶?shí)例角度分析，造成學(xué)生對(duì)概念的認(rèn)識(shí)、理解不足，記憶不深刻，不知如何建模解答摩擦力問(wèn)題。二、針對(duì)以上幾點(diǎn)，為較好的區(qū)分摩擦力規(guī)律中易混淆概念，筆者設(shè)計(jì)了一個(gè)極易實(shí)現(xiàn)的小實(shí)驗(yàn)，并創(chuàng)設(shè)出簡(jiǎn)單的物理情景進(jìn)行分析。1、靜止物體可以受靜摩擦力，運(yùn)動(dòng)物體也可受靜摩擦力。圖１實(shí)例分析：如圖１，用手捏住一只粉筆處于靜止?fàn)顟B(tài)，使粉筆豎直（學(xué)生可以用筆做相同的小實(shí)驗(yàn)）。

4、這種情況下，粉筆豎直方向上受力怎樣？受到一個(gè)豎直向下的重力作用和一個(gè)豎直向上的摩擦力作用。這個(gè)摩擦力比較容易判定，由于手和粉筆之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于手粉筆有豎直向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，則可知粉筆受到手對(duì)它向上的靜摩擦力作用，從上面實(shí)例可以看出這個(gè)靜止的粉筆受到靜摩擦力作用。仍用手捏住一只粉筆，只是將粉筆在豎直方向提升，這時(shí)粉筆在豎直方向受力怎樣？可以分析出，粉筆受豎直向下的重力作用，還有摩擦力作用，而這種情況下摩擦力是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力呢？這時(shí)粉筆是運(yùn)動(dòng)，不是靜止的，所以有些同學(xué)認(rèn)為手和粉筆間的摩擦力是滑

5、動(dòng)摩擦力。但是需要注意的是手和粉筆只是共同的運(yùn)動(dòng)而并沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，手和粉筆間只是存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，所以粉筆受到手對(duì)它的靜摩擦力作用。從上面的這個(gè)小實(shí)驗(yàn)所創(chuàng)設(shè)的物理情景我們可以很容易理解，判定物體間是靜摩擦力還是滑動(dòng)摩擦力，不是根據(jù)物體是靜止還是運(yùn)動(dòng)，而是根據(jù)相互接觸的物體間有沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。靜摩擦力只是存在于兩個(gè)相對(duì)靜止的物體間，也就是說(shuō)，這兩個(gè)物體之間是沒(méi)有相對(duì)滑動(dòng)，但并不等同于物體相對(duì)其它的參考系沒(méi)有運(yùn)動(dòng)，所以運(yùn)動(dòng)的物體同樣也可以受到靜摩擦力的作用2、運(yùn)動(dòng)物體可以受滑動(dòng)摩擦力，靜止物體也可以受滑動(dòng)摩擦力

6、。實(shí)例分析：如圖１，手松些，粉筆緩緩下滑，這種情況下，分析運(yùn)動(dòng)的粉筆所受的摩擦力應(yīng)是滑動(dòng)摩擦力，而靜止的手所受到的摩擦力仍是滑動(dòng)摩擦力。所以從上例可以看出運(yùn)動(dòng)和靜止的物體都可以受到滑動(dòng)摩擦力。我們常說(shuō)受滑動(dòng)摩擦力的物體間要有相對(duì)滑動(dòng)，而物體不一定是運(yùn)動(dòng)的。這樣的例子還有很多，如擦黑板時(shí)，黑板所受到的力是滑動(dòng)摩擦力，而黑板是處于靜止?fàn)顟B(tài)。3、摩擦力可以為阻力，也可以為動(dòng)力。實(shí)例分析：如圖１，粉筆緩緩下滑，這種情況下，粉筆相對(duì)手向下運(yùn)動(dòng)，所以粉筆受到的摩擦力方向向上，與粉筆的運(yùn)動(dòng)方向相反，是粉筆在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的

7、阻力。但是手拿粉筆勻速向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，粉筆有向下的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，要受到手對(duì)粉筆的向上的摩擦力作用，摩擦力方向與粉筆的運(yùn)動(dòng)方向相同，所以摩擦力是粉筆運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力。4、摩擦力的方向可以與運(yùn)動(dòng)方向相同，可以和運(yùn)動(dòng)方向相反，也可以與運(yùn)動(dòng)方向成任意夾角。實(shí)例分析：在這個(gè)問(wèn)題上，根據(jù)摩擦力可以為物體運(yùn)動(dòng)的阻力、也可以為動(dòng)力，容易得出摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向可以相同、也可以相反。在分析摩擦力方向與運(yùn)動(dòng)方向可以成任意夾角時(shí)，手執(zhí)粉筆，在任意方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)（如圖２）。很容易得出摩擦力方向與物體運(yùn)動(dòng)方向可以成任意夾角。圖２GfV對(duì)以

8、上學(xué)生易錯(cuò)的問(wèn)題，在教學(xué)過(guò)程中筆者先提出問(wèn)題，然后引導(dǎo)學(xué)生用小實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景、建立模型、理論分析、形成正確規(guī)律。通過(guò)這種方式，學(xué)生較好的掌握了摩擦力規(guī)律，這就促使筆者在教學(xué)中，不斷將小實(shí)驗(yàn)融入教學(xué)過(guò)程。三、教學(xué)中做好小實(shí)驗(yàn)這篇大文章的一些嘗試１、用小實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)過(guò)程圖５圖６　　人教版必修１中說(shuō)明“物體受力時(shí)會(huì)產(chǎn)生形變，但有時(shí)形變很小，不易觀察”這種情況時(shí)，引用了有機(jī)玻璃的形變。由于條件所限，筆者在教學(xué)中就用文件夾、激光器做了一個(gè)