李舒凝
摘要:摩擦力是日常生活中常見的作用力,也是高中物理學習中的難點和重點知識,對于摩擦力的學習,我們要掌握基礎知識,善于從學習過程中歸納、分析和總結(jié),突破難點和重點。本文主要從三個方面來探討高中物理摩擦力的學習重點。
關(guān)鍵詞:高中物理;摩擦力;學習重點
在高中物理力學知識體系中,摩擦力是一項重要的存在,關(guān)于摩擦力的產(chǎn)生原因、作用等等,教材中都進行了詳細的解釋。摩擦力是我們?nèi)粘I钪谐R姷淖饔昧ΑDΣ亮κ窍嗷ソ佑|的兩個物體之間發(fā)生相對運動或具有相對運動的趨勢時,在接觸面上產(chǎn)生的一種阻礙物體相對運動或相對運動趨勢的力。在高考物理試卷中,摩擦力的比值是非常高的,掌握摩擦力的學習要點,對于我們整個物理學科的學習都大有裨益。
1 明確摩擦力的基本概念
摩擦力的形成原因包括三個方面,即物體間的壓力、物理接觸面之間必須是粗糙的、必須有相對運動或相對運動趨勢。要產(chǎn)生摩擦力,必須要具備壓力,如果兩個物體之間只是接觸,而沒有壓力,即便可以相互運動,也不會出現(xiàn)摩擦力。物體表面的粗糙度會增加物體之間的凹凸不平程度,在兩者結(jié)合在一起且發(fā)生相對運動時,這些凹凸不平的表面就會形成阻力,這就是我們所說的摩擦力。
摩擦力的計算公式為 ,其中, 為正壓力,即垂直作用于物體表面的力,可以為重力,或者其他壓力在垂直方向的分力,μ代表摩擦力系數(shù),具體的數(shù)值是根據(jù)實驗得出,不同物體之間的摩擦力系數(shù)是不同的。摩擦力總是阻礙物體間的 “相對運動或相對運動趨
勢”,但不是阻礙物體的運動。故摩擦力有時是阻力,有時是動力。阻力會使物體的運動速度減小;動力會使物體的運動速度增加。
調(diào)查顯示,很多同學對于摩擦力的基礎概念,都是模棱兩可、一知半解,要學好這一知識點,我們必須要明確基礎的知識:摩擦力的概念?摩擦力的學習需要掌握哪些內(nèi)容?靜摩擦力產(chǎn)生的先決條件是什么?要解決這一問題,我們需要吃透概念,了解概念中蘊含的核心知識點,在學習完基礎的概念之后,需要仔細進行對比,了解靜摩擦力、動摩擦力的差別、產(chǎn)生原因與量度區(qū)別。
2 把握好摩擦力的分類
根據(jù)動靜來看,摩擦力包括靜摩擦力、動摩擦力兩種類型,如果兩個物體接觸面是粗糙的,且接觸面之間有相對運動,那么兩者之間的摩擦力就是動摩擦力。如果兩者之間沒有相對運動,只有相對運動趨勢,那么兩者之間的摩擦力就是靜摩擦力。舉例來說,在地面上向前推動一件物體,實體沒有動,那么地面與物體之間產(chǎn)生的就是靜摩擦力,力的大小與推力相等,在推力加大,超過一定的臨界值之后,物體就被推動,進入運動狀態(tài),那么此時地面與物體之間的力就是動摩擦力。根據(jù)這一原理,人們發(fā)明了各類安全裝置,代表性的有車輛ABS防抱死系統(tǒng),如果車輛沒有ABS防抱死系統(tǒng),那么在剎車時,車閘會直接將車輪抱死,車輪與地面之間的滾動摩擦力直接變?yōu)榛瑒幽Σ亮?,車輪和車閘之間的摩擦力與車輪和地面之間的摩擦力數(shù)值相等;在安裝防抱死系統(tǒng)之后,在車輪與車閘之間的靜摩擦力達到最大值時,抱死裝置就會將之松開,然后再抱緊,在這一過程中,車輪與車閘的摩擦力是會大于最大靜摩擦力的,這就有效增加了摩擦力與平均摩擦系數(shù),減小制動距離,降低事故發(fā)生率。
3 摩擦力與物體運動之間的關(guān)系
物理概念不僅是物理基礎知識的重要組成部分,而且是組成物理規(guī)律、建構(gòu)物理公式和完善物理理論的基礎和前提。物理概念是我們學好物理的關(guān)鍵。一些同學在學習物理概念時,往往對概念只是死記硬背,而不去理解物理概念的實質(zhì),結(jié)果在應用物理概念時錯誤百出,因此,我們對于物理知識的學習,不僅要知其然,還要知其所以然。在摩擦力知識的學習中,我們還要關(guān)注摩擦力與物體運動之間的關(guān)系,摩擦力方向與相對運動(相對運動趨勢)方向相反,與物體運動方向上,可能相同,也可能相反。以我們在高中物理中常見的題型為例(見圖1):
①在車輛加速前進時,如果木箱與車輛之間是相對靜止的,那么木箱與車輛之間的摩擦力就是靜摩擦力;如果木箱相對于車輛是向后滑動的,那么兩者之間就是滑動摩擦力。無論是靜摩擦力,還是滑動摩擦力,摩擦力方向與物體運動方向都是相反的;
②在車輛做減速運動時,木箱相對于車輛,向前滑動或者出現(xiàn)向前滑動趨勢,那么木箱所受的摩擦力就是靜摩擦力或滑動摩擦力,方向是向后的,摩擦力方向和木箱運動方向之間是相反的。
一般情況下,大多數(shù)摩擦力方向和物體運動方向,都是在同一條直線上的,但是并非所有的情況都是如此。在具體的解題過程中,我們應該做到具體問題、具體分析,不能一概而論。為了提高解題質(zhì)量和學習效率,在課后,我們要多做習題,通過反復的訓練和復習來鞏固所學知識,練習題的選擇要難易適中,難度較高的題型可以加深我們的記憶,激發(fā)出自己的創(chuàng)新意識,此外,還要拓展自己的知識面,將所學內(nèi)容串聯(lián)起來,在完成摩擦力的學習后,可以通過網(wǎng)絡、參考書來關(guān)注生活中的摩擦力問題,活躍自己的學習思維。
摩擦力是高中物理知識點的難點和重點問題,對于摩擦力知識的學習,我們要注意力的作用點、力的大小特點、作用方向等等,善于從學習過程中歸納、分析和總結(jié),找出各類題目之間的共同點,歸納解題規(guī)律,達到舉一反三的目的。
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