高中生物理摩擦力做功的常見(jiàn)問(wèn)題分析

馮子良

【摘要】時(shí)代的發(fā)展伴隨著社會(huì)不斷的變遷，也伴隨著各行業(yè)的不斷發(fā)展。教育行業(yè)作為基礎(chǔ)行業(yè)，其發(fā)展也會(huì)影響人才的素質(zhì)與能力。特別是對(duì)于高中時(shí)期來(lái)說(shuō)，屬于義務(wù)教育向高等教育的關(guān)鍵過(guò)渡期，研究高中物理課程中一些主要教學(xué)內(nèi)容，高中物理課程中關(guān)于摩擦力做功的知識(shí)是一個(gè)重難點(diǎn)，我們高中生學(xué)習(xí)的時(shí)候常常會(huì)覺(jué)得非常棘手，做題也是錯(cuò)誤頻出。因而，研究高中物理摩擦力做功的常見(jiàn)問(wèn)題也是十分必要的。

【關(guān)鍵詞】高中物理；摩擦力做功；常見(jiàn)問(wèn)題

0引言

對(duì)于我們高中生來(lái)說(shuō)，摩擦力往往是物理力學(xué)教學(xué)存在的主要問(wèn)題，而對(duì)于日常生活而言，物體運(yùn)動(dòng)往往需要借助摩擦力。而對(duì)于高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，在解題過(guò)程中往往會(huì)忽視摩擦力的作用和影響，這也導(dǎo)致解題陷入到相應(yīng)的解題誤區(qū)。因而需要我們自主探尋相應(yīng)題型條件下，摩擦力是否存在以及摩擦力做功的情況。而就此，筆者將通過(guò)本文，就高中物理摩擦力做功的常見(jiàn)問(wèn)題方面入手，將進(jìn)行具體的分析和研究。

1. 滑動(dòng)摩擦力做功情況

滑動(dòng)摩擦力對(duì)于物體的作用可以按照現(xiàn)實(shí)狀況分為三種類型，第一類是做負(fù)功，比如某個(gè)物品甲置于不光滑的平面上，正向受到一個(gè)牽引力F1的影響，沿水平面朝著前方進(jìn)行挪動(dòng)，那么它受到的摩擦力為f=umg，而摩擦力方向恰恰與受力方向相反，而且摩擦力做功也是負(fù)功，通過(guò)公式進(jìn)行運(yùn)算就是W=f·s·cosα，最后算出W=-gmscosα；第二類是做正功的情況，比如有個(gè)保持勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶，傳送過(guò)程中一個(gè)物品乙掉落在傳送帶上，而其在水平方向未發(fā)生位移，始終保持停止情況，而該物品的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)為向前的勻加速運(yùn)動(dòng)，而該物體的的受力為滑動(dòng)摩擦力，而且受力方向與傳送帶方向保持統(tǒng)一，所以根據(jù)以上條件，我們可以很快得出結(jié)論，傳送帶上的物品乙屬于做正功；第三類就是滑動(dòng)摩擦力不做功的問(wèn)題，即如：兩個(gè)表面不平整光滑的物體進(jìn)行疊加，然后將上層的物品以繩子和墻壁進(jìn)行關(guān)聯(lián)，當(dāng)下以一個(gè)力F2施加在下層物品沿反方向施力，下層物品則會(huì)因?yàn)橐苿?dòng)受到上層物品的摩擦力影響，摩擦力大小為f=umg。受力方向與位移方向恰恰相反，而代入做功公式進(jìn)行計(jì)算，可以得到W = umgs cos a = -umgs，所以該摩擦力對(duì)下面的物體做負(fù)功，此外，根據(jù)我們高中生以往學(xué)習(xí)的力學(xué)原理分析，力的作用是相對(duì)的，下層物品的受力與上層物品恰恰相反，但是因?yàn)槲恢霉潭ǎ瑢?dǎo)致沒(méi)有產(chǎn)生位移，所以代入做功公式，我們可以通過(guò)計(jì)算得知，摩擦力不會(huì)對(duì)上層的物品做功，所以，我們?cè)诮鉀Q滑動(dòng)摩擦力做功問(wèn)題過(guò)程中，首先應(yīng)該詳細(xì)分析摩擦力的作用方向以及運(yùn)動(dòng)方位，進(jìn)而就可以分析出該滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體的做功情況，把握住這個(gè)要點(diǎn)，就有夠有減少滑動(dòng)摩擦力做功的錯(cuò)誤解析[1]。

2. 靜摩擦力做功情況

對(duì)于我們高中生而言，靜摩擦力對(duì)于物體的做功問(wèn)題分析，應(yīng)當(dāng)了解靜摩擦力的特征，首先是單一靜摩擦力做功，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，物品相對(duì)于接觸面未出現(xiàn)位移情況下受到摩擦力，并且在進(jìn)行靜摩擦做功分析過(guò)程中應(yīng)當(dāng)了解靜摩擦的特征。主要可以體現(xiàn)在兩個(gè)方面，第一方面，第一方面，靜摩擦力不會(huì)對(duì)物體做功，若是物品靜置于一個(gè)水平面上，且受到一個(gè)向前的力牽動(dòng)，而在牽動(dòng)過(guò)程中物體保持靜止?fàn)顟B(tài)，那么這個(gè)物體受到的靜摩擦力方向向左，由于物體位移距離為零，代人做功公式中，可以得到做功為零，也就是說(shuō)物體受到的靜摩擦力沒(méi)有對(duì)它做功。另一方面，靜摩擦力可以對(duì)物品做正功或是負(fù)功。若是兩個(gè)物品疊加，置于平滑的水平面，有一個(gè)拉力作用于所有物品，保證所有物品正向進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方式為勻加速，即可用得出相應(yīng)的做功情況。因而要解決這類題型時(shí)，應(yīng)當(dāng)就要注意物體受到的靜摩擦力做功實(shí)際情況；其次是方向相反的靜摩擦力，大小總是相同的，而方向卻是相反的，它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，相較于地面的位移方向又是一致的。因此一對(duì)靜摩擦力進(jìn)行做功過(guò)程，一定是做正功的摩擦力和做負(fù)功的摩擦力共同存在。若是出現(xiàn)單一不會(huì)做功，那么這對(duì)靜摩擦力都不會(huì)對(duì)物體做功，或者表現(xiàn)為它們的做功總和相互抵消為零。多數(shù)學(xué)生在解題過(guò)程中，就是因?yàn)楹雎粤遂o摩擦力的這一關(guān)鍵性特點(diǎn)，才會(huì)導(dǎo)致解題陷入到誤區(qū)中。而且很多高中學(xué)生還特地關(guān)注以動(dòng)能定理的方向進(jìn)行解析，從而得出一對(duì)靜摩擦力的具體做功情況，比如物品甲對(duì)物品乙做功，而物品乙的動(dòng)能獲取就是做功的大小。相對(duì)來(lái)說(shuō)，物品乙對(duì)物品甲做功，那么而物品乙的動(dòng)能失去也是做功的大小。而且兩類物品都是屬于相對(duì)靜止的，那么最終可以得到相應(yīng)的結(jié)論。綜上所述，一對(duì)靜摩擦力在對(duì)物體做功的時(shí)候，單個(gè)物品會(huì)將自身的機(jī)械能通過(guò)靜摩擦力傳遞給另一個(gè)物體，這個(gè)靜摩擦力在其中起到的作用就是傳送物體的機(jī)械能，并且知識(shí)機(jī)械能的傳送，而沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化的情況 [3]。

3.結(jié)語(yǔ)

綜合而言，摩擦力做功問(wèn)題是我們高中生物理力學(xué)學(xué)習(xí)的關(guān)鍵性問(wèn)題，而且根據(jù)摩擦力的特點(diǎn)可以將其分析靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力，而且兩種摩擦力的特點(diǎn)存在顯著的差異性，因而判定其做功不僅僅需要依照做功的情況進(jìn)行判定，同時(shí)還需要結(jié)合我們以往物理學(xué)的相關(guān)定理進(jìn)行判斷，比如機(jī)械能平衡原理等等。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，不同的摩擦力做功的特點(diǎn)是不一樣的，只有在理解并把握它們做功特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，才能有效減少錯(cuò)誤出現(xiàn)的概率，也能保證我們解題過(guò)程中能夠有效處理各類問(wèn)題時(shí)，并且能夠抓住不同題型的切入點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 焦君安，楊凌.從做功看兩類摩擦力的性質(zhì)和做功特點(diǎn)[J].職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2012，04（04）：49-52.

[2] 李慶園.關(guān)于摩擦力做功問(wèn)題的分析[J].赤子（ 上中旬），2015，12（23）：321-323.

[3] 凌右泉. 高中物理摩擦力做功的常見(jiàn)問(wèn)題分享[J]. 教育科研，2013，11（11）：76-78.endprint