探究高中物理摩擦力問題的分析思路

卓泉羽

摘 要 高中物理教師需要能從學(xué)生的實際知識掌握情況出發(fā)，采用科學(xué)合理的教學(xué)方式和手段，重點分析摩擦力的各項內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生掌握摩擦力的分析思路，從而具備更為全面充分的知識。本文主要是從高中物理摩擦力教學(xué)的策略和方式入手，提出了一些物理摩擦力問題的分析思路，為全面有效提升學(xué)生的摩擦力知識學(xué)習(xí)效果提供一定借鑒和參考。

關(guān)鍵詞 高中 物理 摩擦力 分析思路

中圖分類號：G712 文獻標(biāo)識碼：A

0前言

物理教學(xué)是高中教學(xué)階段中的重點內(nèi)容，在培養(yǎng)學(xué)生的基礎(chǔ)物理知識和思維能力方面具有十分重要的意義和作用。初中生已經(jīng)初步掌握了摩擦力的定性知識，了解到二力平衡的內(nèi)容，同時還具備了較為基本的物理實驗技能和實驗探究能力，這就為學(xué)生進一步的掌握和理解各項摩擦力知識提供重要的前提條件。

1合理設(shè)置教學(xué)目標(biāo)

高中物理教學(xué)過程中涉及到較多方面的內(nèi)容，對于學(xué)生的要求較高。學(xué)生需要具備較高的抽象思維能力和想象能力、實驗?zāi)芰妥灾魈骄磕芰?，但是現(xiàn)實情況卻是，很多學(xué)生的物理基礎(chǔ)知識掌握程度不夠好，無法充分有效的適應(yīng)各項教學(xué)需求，影響到了實際教學(xué)效果。對此，高中物理教師開展摩擦力教學(xué)活動的過程中，需要注重結(jié)合學(xué)生的實際知識學(xué)習(xí)情況、身心發(fā)展特點以及學(xué)習(xí)特征等，采用合理性的教學(xué)方式，其中最為重要的一點是設(shè)置合理性的教學(xué)目標(biāo)。根據(jù)高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)要求，設(shè)置出適合學(xué)生發(fā)展的教學(xué)目標(biāo)。首先，需要引導(dǎo)學(xué)生了解摩擦力產(chǎn)生的條件，學(xué)會如何判斷摩擦力的方向，掌握最大靜摩擦的概念等相關(guān)情況，同時還需要能了解滑動摩擦力本質(zhì)及其產(chǎn)生條件，并判斷其方向，充分意識到滑動摩擦力和壓力成正比，能使用F=%eFn公式進行計算。高中物理教師需要注重使用問題引導(dǎo)的方式，全面有效培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題以及解決問題的能力，并且給學(xué)生設(shè)計一些實驗內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生在具體的操作過程中，具備良好的實驗探究和操作能力。

2引導(dǎo)學(xué)生明確摩擦力的形成因素

教師開展摩擦力的教學(xué)活動，促進學(xué)生全方位的掌握與其相關(guān)的知識和內(nèi)容，需要注重引導(dǎo)學(xué)生掌握摩擦力形成的各項因素，這樣將能便于學(xué)生良好學(xué)習(xí)下階段的知識和內(nèi)容。首先，當(dāng)物體之間的接觸面不光滑并且存在一定彈力的時候，將會產(chǎn)生一定的摩擦力。很多學(xué)生在分析摩擦力的過程中，能夠清晰意識到物體粗糙接觸面這一必要條件的重要性，但是在物體間彈力方面容易忽略，從而影響到摩擦力的判斷效果。高中物理教師開展摩擦力教學(xué)活動的過程中，需要注重引導(dǎo)學(xué)生細(xì)致觀察物體摩擦力的產(chǎn)生條件，同時還要注重讓學(xué)生在撤去某一物體的時候，觀察另一物體是否受到影響，如果物體的運動狀態(tài)出現(xiàn)了變化，就說明彈力的存在，反之則沒有。其次，物體出現(xiàn)一些即將滑動的趨勢，將會容易出現(xiàn)摩擦力。這一摩擦力的出現(xiàn)不夠明顯，學(xué)生在初次接受這些內(nèi)容的過程中將會具有較大難度，對此，教師需要幫助學(xué)生積極開展多次經(jīng)驗總結(jié)活動，引導(dǎo)學(xué)生充分判斷和掌握各項情況。

3促進學(xué)生充分了解到摩擦力的綜合知識

當(dāng)學(xué)生全面有效掌握摩擦力的特點，將能夠為后續(xù)的學(xué)習(xí)提供重要的前提基礎(chǔ)。教師在教授學(xué)生摩擦力特點的過程中，教師需要注重能結(jié)合教材內(nèi)容，把握摩擦力的重要內(nèi)容，強化學(xué)生的知識掌握效果。

3.1把握摩擦力的各項特點

3.1.1靜止摩擦力的特點

物體運動過程中，形成靜摩擦力的動力和阻力之間保持著良好的統(tǒng)一性，以同時存在的狀態(tài)進行，可以做正功，也可以做負(fù)功。在靜摩擦力的作用下，將能夠良好實現(xiàn)各項物體機械能的轉(zhuǎn)化，但是其無法轉(zhuǎn)化為其他能量。在同一相互作用系統(tǒng)內(nèi)，靜摩擦力總做功數(shù)量是零。比如說教師在講解靜摩擦力的過程中，可以通過設(shè)置兩個小木塊，兩者之間存在著靜摩擦力，并且力的大小相同但是力的方向是相反的，教師可以向?qū)W生展示這些物體的運動情況，讓學(xué)生觀察其地面位移狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)小木塊之間保持著同樣的位移狀態(tài)，這樣將能夠得出小木塊之間的摩擦力做功總和是零，也就意味著這兩個小木塊一個做正功，另一個做負(fù)功。教師在講解這一知識點的過程中，可以讓學(xué)生參與到相應(yīng)的實驗環(huán)節(jié)之中，親身體驗到小木塊的靜摩擦力狀態(tài)，這樣將能夠便于學(xué)生形成更為深入的理解。

3.1.2動摩擦力的特點

在高中物理教學(xué)過程中，一般都認(rèn)為摩擦力存在著做功行為，但是實際上動摩擦力也存在著不做功的情況。比如說，兩個物體存在著一定的相對運動，其中一個物體保持著靜止?fàn)顟B(tài)，從這個物體出發(fā)進行分析，滑動摩擦力是沒有做功的。

3.2引導(dǎo)學(xué)生辨別摩擦力

高中物理教師需要教授學(xué)生如何正確的辨別各種類型的摩擦力，首先，在靜摩擦力之中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生正確辨別摩擦力的方向。靜摩擦力的出現(xiàn)，在于其物體處在了靜止的狀態(tài)下，這樣其本身的運動方向和力的方向之間會呈現(xiàn)出相反狀態(tài)，由此，學(xué)生在分析靜摩擦力的過程中，可以從物體的相對運動趨勢出發(fā)。當(dāng)物體的實際運動趨勢是滑動的最終方向，從而靜摩擦力的方向也具就容易判斷，即為運動趨勢的反方向。其次，在分析動摩擦力的過程中，教師需要引導(dǎo)學(xué)生細(xì)致的分析摩擦力的形成條件，讓學(xué)生根據(jù)摩擦力的形成原理進行分析，這樣將能便于學(xué)生準(zhǔn)確判斷摩擦力的實際情況。滑動摩擦力的形成，通常會對與其接觸的物體產(chǎn)生一定的作用力，并且物體之間所形成的滑動摩擦力以對稱形式存在。

例題：如圖所示的60kg質(zhì)量的物體，在水平向右拉力F的作用力下，沿著水平面作勻速直線運動，判斷其是否存在摩擦力。

在水平桌面上進行勻速直線運動的物體，其從水平方向上所受到的拉力和摩擦力是平衡的，因而在辨別其摩擦力的時候，只需要按照摩擦力和重力的關(guān)系，先觀察出物體運動的動力，再觀察物體運動的摩擦力。作用在同一條直線上的大小相等、方向相反的力即能保持二力平衡，物體保持勻速直線運動，就能夠判斷出其具有一定的平衡，其存在拉力也存在著摩擦力。

4掌握準(zhǔn)確計算摩擦力的方法

4.1分析思路

教師開展物理教學(xué)活動，引導(dǎo)學(xué)生充分掌握摩擦力的相關(guān)知識和內(nèi)容，需要注重教授學(xué)生科學(xué)有效的分析思路。首先，需要讓學(xué)生準(zhǔn)確判斷摩擦力的存在與否。學(xué)生可以根據(jù)上述的一些方法，按照摩擦力的形成特點和條件，辨別摩擦力的存在情況。摩擦力的產(chǎn)生需要依靠物體之間有粗糙接觸面存在，并且物體在接觸面中存在著相對運動的趨勢，只有全部滿足這些條件，才能確認(rèn)摩擦力的存在。其次，學(xué)生需要準(zhǔn)確判斷出摩擦力的種類和方向，其主要是依據(jù)摩擦力的運動方向、運動趨勢進行判斷的。

4.2摩擦力的計算

在計算摩擦力的過程中，學(xué)生需要掌握科學(xué)合理的解題技巧，能夠從已經(jīng)學(xué)會的各項摩擦力知識和特點出發(fā)，結(jié)合實際問題進行解決。首先，學(xué)生需要靈活使用F=%eFn公式，其中F代表摩擦力，可以是最大靜摩擦力，也可以是滑動摩擦力；%e代表摩擦因數(shù)，其是由接觸面的材料以及粗糙程度決定的，是計算摩擦力過程中的重要考慮因素；Fn是表示正壓力，通常是方向的垂直與接觸面情況。這一公式在計算滑動摩擦力時能直接套用，但是在靜摩擦力計算活動中，需要注重分清物體的實際狀態(tài)，一般是應(yīng)用在物體的平衡狀態(tài)下，這樣才能夠有效計算，最終的摩擦力就等于物體所共同承受的合力。其次，教師需要注重總結(jié)一些經(jīng)典案例題目，讓學(xué)生根據(jù)已經(jīng)掌握的各項知識點進行反復(fù)性的練習(xí)。

比如說，“某放置在水平桌面上的物體重量為200N，物體與桌面間動摩擦因數(shù)為0.2，最大靜摩擦力為50N，求當(dāng)對靜止物體施加20N時其受到的摩擦力大??？”教師需要引導(dǎo)學(xué)生判斷20N的摩擦力類型，在這道題目中是小于最大靜摩擦力的，物體保持著靜止?fàn)顟B(tài)，因而外力大小就是摩擦力大小，因此摩擦力即為20N。教師需要注重給學(xué)生提供一定類似計算題目，并選取實際生活案例，讓學(xué)生更好的掌握摩擦力的內(nèi)容。

5結(jié)束語

高中物理教師開展摩擦力知識點的教學(xué)工作，需要注重能結(jié)合實際生活內(nèi)容，給學(xué)生提供一些更為豐富多樣的知識和內(nèi)容，促進學(xué)生能更為積極主動的投入到具體的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)之中，從而實現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)。教師需要結(jié)合教學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置科學(xué)合理的教學(xué)目標(biāo)，并以此為根據(jù)開展教學(xué)活動，全面有效提升學(xué)生的總體知識學(xué)習(xí)效果。教師引導(dǎo)學(xué)生掌握摩擦力知識的分析思路和解題技巧，將能夠促進學(xué)生具備良好的理論聯(lián)系實際能力。

參考文獻

[1] 薛欽方.高中物理摩擦力問題的分析思路探析[J].數(shù)理化解題研究，2017（01）：88.

[2] 周治安.高中物理摩擦力問題解決方法的核心探索研究[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2018（10）：00258-00259.

[3] 楊宇.高中物理教學(xué)中，關(guān)于摩擦力存在的形式和方向的探究[J].好家長，2014（35）：62.

[4] 張燦義.從同一學(xué)習(xí)概念分析初高中物理的教學(xué)銜接問題——以《摩擦力》為例[J].教育科學(xué)：全文版，2017（01）：00008.