高智斌
(安徽省安慶市桐城市第二中學(xué) 231400)
說到摩擦力方向,同學(xué)們就頭痛,因?yàn)榘凑胀瑢W(xué)們所想做題,有時(shí)對(duì),有時(shí)又不對(duì),這真叫同學(xué)們不知如何是好.為了徹底杜絕同學(xué)們?cè)俅纬鲥e(cuò)的可能,筆者的思路是:首先要搞清同學(xué)們的出錯(cuò)原因,然后總結(jié)出正確的、可靠的分析判斷方法.正所謂先對(duì)癥,再開藥方.
要說病因,確實(shí)隱蔽:
1.同學(xué)們把三個(gè)方向混為一談,甚至有些同學(xué)連有三個(gè)方向都不是十分清楚.
2.判斷摩擦力方向之前,沒有區(qū)分摩擦力類型的意識(shí).
下面,就針對(duì)上述病癥,筆者開出兩劑良方:
1.方向相反法
運(yùn)用此法,同學(xué)們要厘清三個(gè)方向:
物體運(yùn)動(dòng)方向:(摩擦力)的(受力)物體(即研究對(duì)象)相對(duì)(于地面的)運(yùn)動(dòng)方向.
物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向:(摩擦力)的(受力)物體(即研究對(duì)象)相對(duì)(于施力物體的)運(yùn)動(dòng)方向.
物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向:(摩擦力)的(受力)物體(即研究對(duì)象)相對(duì)(于施力物體的)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向.
上述三個(gè)方向,同學(xué)們之所以容易搞混,據(jù)筆者了解,同學(xué)們一提到運(yùn)動(dòng)方向,都習(xí)慣性地以日常默認(rèn)的參照物——地面來判斷,而我們所說的摩擦力方向,指的是與后兩個(gè)方向相反,而不是指與物體運(yùn)動(dòng)方向相反.說到這兒,同學(xué)們是否明白,為什么后兩個(gè)方向不一定與物體運(yùn)動(dòng)方向相同呢?哦,其實(shí)很簡(jiǎn)單,就是因?yàn)檫@些方向判斷的參照物并不一定相同,只不過平時(shí)同學(xué)們沒有細(xì)想而已.
運(yùn)用此法要注意摩擦力產(chǎn)生的條件,只有具備有產(chǎn)生摩擦力的條件,才有摩擦力可言,才有分析判斷的意義,就以人走路為例,當(dāng)人抬腿跨步時(shí),因?yàn)樾c地面不接觸,毫無摩擦力可言,所以研究人走路的摩擦力,不言而喻指的是腳蹬地鞋與地面接觸時(shí)摩擦力了.還有人在向上爬桿時(shí),顯然研究的是手握桿時(shí)的摩擦力了.
運(yùn)用此法還要注意思路:首先要判別摩擦力的類型,再根據(jù)摩擦力的類型作出判斷.如果是滑動(dòng)摩擦力,則摩擦力方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反;如果是靜摩擦力,則摩擦力方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)的方向相反;而滾動(dòng)摩擦力的方向,可以運(yùn)用方法三的角色法,在這不做重復(fù).
2.二力平衡法
如果摩擦力與另一外力為平衡力,則摩擦力方向與該外力方向相反.運(yùn)用此法,其實(shí)質(zhì)就是對(duì)物體進(jìn)行受力分析,根據(jù)摩擦力與另一外力間的關(guān)系,間接判斷摩擦力的方向.如圖1壓在黑板上的黑板擦,受力分析如圖1所示:
因?yàn)橹亓εc摩擦力為一對(duì)平衡力,所以摩擦力與重力方向相反,為豎直向上.再如勻速向上爬桿的人,對(duì)人進(jìn)行受力分析,如圖2所示,由于人勻速上爬,所以摩擦力和重力為一對(duì)平衡力,摩擦力方向?yàn)樨Q直向上.千萬不要認(rèn)為人是往上爬,所以摩擦力的方向向下,那就老毛病重犯了.如果同學(xué)們還是對(duì)此問題似是而非,不妨用方法一加以驗(yàn)證,看看結(jié)果是否一致.首先同學(xué)們要認(rèn)識(shí)到人爬桿時(shí),人與桿間摩擦為靜摩擦,再要清楚人相對(duì)于桿的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向向下,所以摩擦力方向向上.其實(shí),不論人向下還是向上爬桿,人受到的摩擦力方向都是向上,說到這兒,同學(xué)們你能想得通嗎?
3.角色法
所謂角色法,其實(shí)是一種經(jīng)驗(yàn)的做法,雖然并不十分嚴(yán)謹(jǐn),但考慮到初中物理的認(rèn)知特點(diǎn),多個(gè)方法補(bǔ)充也不錯(cuò).角色指的是摩擦力在物體運(yùn)動(dòng)中充當(dāng)?shù)氖莿?dòng)力還是阻力的角色.如果充當(dāng)?shù)氖莿?dòng)力,一般與物體的運(yùn)動(dòng)方向相一致.比如人行走,地面對(duì)人的摩擦力應(yīng)該是動(dòng)力,以此分析可以得出,地面對(duì)人的摩擦力方向向前.如果充當(dāng)?shù)氖亲枇Γ话闩c物體運(yùn)動(dòng)方向相反.比如人推行自行車,對(duì)于自行車,推力是動(dòng)力,阻力是地面的摩擦力,所以摩擦力的方向向后.在這,同學(xué)們思考一下:騎自行車時(shí)的自行車的前后輪受到的摩擦力方向與推行時(shí)候一樣嗎?如果不一樣,那方向又具體怎樣 呢?
上述三個(gè)方法,各有利弊,所以同學(xué)們?cè)谶\(yùn)用時(shí)可以互相彌補(bǔ),互相驗(yàn)證,從而保證最終判斷結(jié)果的正確;杜絕忽而對(duì),忽而錯(cuò)的尷尬的情況再次發(fā)生.