唐瑀聰
摘 要:“鉆木取火”不僅給我們提供了野外生火的辦法,也向我們闡述了一個物理學的重要知識點——摩擦力。摩擦力幾乎無處不在,冬天我們手冷了,就會搓搓手,這是摩擦生熱,當我們在冰路上滑倒了,這是因為摩擦力太小了。通過課堂上對摩擦力的學習,我們對摩擦力的認識更加深入,對生活中存在的摩擦現(xiàn)象也有了更加科學的認識。
關鍵詞:摩擦力;高中物理;探究
著名科學家伽利略在實驗時曾得出結論:在水平面上運動的物體之所以會停下來,是因為受到摩擦阻力的緣故。這是我們在剛接觸物理課本時對摩擦力的認識。隨著對摩擦力認識的不斷深入,我們知道了為什么小時候推大箱子的時候,總是推不動;了解到自己球鞋的鞋底總是被磨掉鞋跟,這些都是因為摩擦力存在的原因。摩擦力不僅是高考的考點,在解釋一些生活現(xiàn)象時也很重要。
一、摩擦力基礎知識分析
(一)分類
摩擦力一般分為靜摩擦、滑動摩擦與滾動摩擦三種,其中滾動摩擦力在高中學習中沒有涉及,主要學習的是另外兩種。
(二)摩擦力概念
摩擦力,簡單來說就是阻礙物體相對運動的力。當物體向左運動時,有一種力阻礙物體向左運動,這種力就是摩擦力。
1.靜摩擦力
就是靜止的摩擦力。當物體有相對運動的趨勢,但是卻沒有運動,這個存在于物體間的摩擦力就是靜摩擦力。靜摩擦力如圖1所示:
2.滑動摩擦力
當物體之間發(fā)生了相對移動,這樣的摩擦力叫做滑動摩擦力。具體如圖2所示:
3.滾動摩擦力
當一個物品滾動時,相對滾動物品產生的摩擦力叫做滾動摩擦力。
(三)產生條件
每一個條件都是必要的。
1.兩個物體必須要有相互接觸,這是摩擦力產生的條件之一。
2.兩個物體緊貼面是粗糙的。
3.兩個物體之間有一定的作用力。
4.兩個物體運動的方向是完全相反的。
總體來說就是兩個相互作用的物體,接觸面粗糙且有相對運動時,就會產生摩擦力。
二、摩擦力判定
(一)判斷方向
我們在進行物理學習時,很容易把老師教授的摩擦力的判定方式誤用,結果造成進行物理題目解答時出現(xiàn)錯誤。圖1與圖2是最常見的摩擦力判定方式,一般都是與物體的運動方位是反向的。但是當遇到圖3時,就可能判定錯誤。
圖3,物體的摩擦力與其運動走向是相同的。當物體在傳輸帶上時,傳輸帶保持固定速度運行,當往上時,摩擦力方向與運動方向是一致的,往下時,同樣的原理,其方向也是一致的。因此我們不能把摩擦力方向與物體的運動方位進行聯(lián)系,摩擦力方向的定義是,與物體相對運動的方位是反向的,因此我們在學習基礎知識時,要對其進行詳細分析,保證正確理解其含義,才不會產生錯誤。
(二)大小判定
摩擦力的大小要根據物體的狀態(tài)進行判定。摩擦力的大小主要跟接觸面的粗糙程度和壓力大小有關系。對于運動物體摩擦力的大小判定時,就是利用公式f=μN進行計算,其中μ代表的是摩擦系數(shù),就是物體接觸面粗糙程度,N代表的是對物體施加的正壓力,當水平時,代表的是物體的重力;當是斜面時,代表的就是對物體的正壓力。靜摩擦力判定時就比較麻煩,要根據物體的狀態(tài)進行判定,如果是圖1的情況,f就是其所施加力F時的摩擦力,但是當對物體施加的力正好可以改變主體的靜止狀態(tài)時,說明該力大于摩擦力的最大值。判斷摩擦力時,一定要注意定義中的關鍵詞“相對”,只有把握好這個“相對”,進行摩擦力判定就容易多了。
(三)做功特點
摩擦力做功的方式一般有三種。其一,做正功,對于相對靜止的兩個物體來說,其由于兩者的移動距離是一樣的,所以其總功為0,但是必定存在某個物體做正功,某個主體做負功。當某一貨物在車上相對靜止時,車子突然加速,由于慣性貨物向后運動,但是相對路面來說其位移往前移動,摩擦力做正功。其二,做負功,該物體由于慣性的移動,對于車子來說是做了負功的。其三,不做功,在車上的兩個擠壓的貨物相對地面來說是靜止的,因此其做功為0。做功的同時,會發(fā)生能量的轉換,例如“鉆木取火”就是摩擦力做功轉化為物體內能的形式。
三、摩擦力在生活中的運用
摩擦力在生活中的運用范圍很廣,如,舉重運動員在舉起杠鈴時,都會先把雙手沾滿鎂粉,其作用原理就是增大手掌與杠鈴之間的摩擦力;冬天路面太滑時,會在車輪上安裝防滑鏈,其作用就是增大粗糙程度,增加汽車與路面之間的摩擦力;我們會對自行車鏈子進行上油,其作用原理就是減少鏈子與齒輪之間的摩擦力,提升騎車的速度;當我們推動大型物件時,會在其底部安裝滾輪,其作用原理就是減小接觸面,減小摩擦力。其實只要善于發(fā)現(xiàn),關于摩擦力在生活中的實踐例子很常見。
通過對摩擦力知識的概念與運用的具體介紹,希望對同學有所啟發(fā)。在學習摩擦力知識時,一定要抓住其關鍵點,才能防止學習中出錯;只有把其與生活緊密聯(lián)系,用于解決生活中的問題,才能做到理論與實踐的結合。
參考文獻:
[1]張民兵.高中物理中的摩擦力知識探析[J].試題與研究:新課程論壇,2013(30):71.
[2]黃志民.探究高中物理摩擦力的教學方式[J].新課程學習(下旬),2015(12):125.